DE3640434A1

DE3640434A1 - Festkoerperbildsensor

Info

Publication number: DE3640434A1
Application number: DE19863640434
Authority: DE
Inventors: Naoki Yutani; Sotoju Asai; Shiro Hine; Satoshi Hirose; Hidekazu Yamamoto; Masashi Ueno
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1987-06-04
Also published as: US5040038A; JPS62126667A; JPH0518465B2; DE3640434C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörperbildsensor, und insbesondere bezieht sie sich auf Verbesserungen eines Festkörperbildsensors mit hoher Empfindlichkeit von einem CSD-Typ (Charge Sweep Device, ladungsabtastende Einrichtung).

Seit kurzem wird das Ausmaß der großräumigen Integration von Festkörperbildsensoren deutlich erhöht, und die Fläche, die von jedem Bildelement besetzt wird, ist sehr klein geworden. Mit solchem erhöhten Ausmaß der großräumigen Integration ist es notwendig geworden, daß Festkörperbildsensoren erhöhte Empfindlichkeit bekommen. Damit solche Erfordernisse erfüllt werden können, wurden Festkörperbildsensoren vom CSD-Typ ent wickelt. Der grundlegende Betrieb eines solchen Festkörperbild sensors vom CSD-Typ ist in dem Artikel "A 480 × 400 Element Image Sensor with a Charge Sweep Device" von M. Kimata u.a. in ISSCC, DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, S. 100 und 101, Februar 1985 beschrieben. Weiterhin ist ein Farbbildsensor, der den CSD-Typ benutzt, in dem Artikel "A 1/2" Form at Color Image Sensor with 485 × 510 Pixels" von M. Yamawaki u.a. in Technical Digest of Electronic Imaging, S. 91 bis 94, 1985 beschrieben. Kurz gefaßt, der oben beschriebene Festkörper bildsensor vom CSD-Typ ist so aufgebaut, daß elektrische Si gnalladungen, die von photoelektrischen Wandeleinrichtungen gelesen werden, die einer horizontalen Linie entsprechen, in die Nähe der horizontalen Übertragungseinrichtung (horizonta ler CCD) durch die vertikalen Übertragungseinrichtungen (ver tikale CCD) während einer Horizontalperiode getrieben werden, und sie werden weiter zu dem horizontalen CCD während der horizontalen Austastperiode übertragen, so daß sie nachein ander während der nächsten Horizontalperiode ausgelesen wer den. Selbst wenn die Kanalbreite der Übertragungseinrichtung in die vertikale Richtung (vertikale CCD) sehr schmal gemacht wird, kann in einem solchen System ein erhöhter Betrag von Signalladungen übertragen werden, und folglich das Verhältnis zwischen Umwandlungsfläche und Bildelementfläche, d.h. das Verhältnis der Fläche, die von der photoelektrischen Wandel einrichtung besetzt wird, zu der Fläche von jedem Pixel, vergrößert werden.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Festkörperbildsensor eines solchen konventionellen CSD-Types. Fig. 2A ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie A-A in Fig. 1 genommen wurde, und Fig. 2B ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie B-B in Fig. 1 genommen wurde.

Zuerst soll der Aufbau eines konventionellen Festkörperbild sensors vom CSD-Typ, wie er in Fig. 1 bis 2B gezeigt ist, beschrieben werden.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß ein Bildelement des Festkörper bildsensors eine photoelektrische Wandeleinrichtung 22, die aus einem p-n-Übergang zum Wandeln von einfallendem Licht in elektrische Signalladungen gebildet ist, ein Übertragungsgate 26 zum wahlweisen Lesen der Signalladungen von der photoelek trischen Wandeleinrichtung 22, und eine Übertragungselektrode 23 oder 24 zum Übertragen der gelesenen Signalladungen in die vertikale Richtung durch das Übertragungsgate 26 auf weist. Die Elektrode für das Übertragungsgate 26 und die Über tragungselektrode 23 oder 24 zum Übertragen der Signalladun gen in die vertikale Richtung sind gemeinsam implementiert. Eine Abtastlinie 21, die einen Signalpfad zur Auswahl der photoelektrischen Wandeleinrichtungen 22 darstellt, die eine Zeile in der horizontalen Richtung darstellt, ist an die Übertragungselektrode 23 oder 24 durch ein Kontaktloch 25 angeschlossen.

In Fig. 2A ist der Aufbau in dem Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 zu sehen, worin ein Übertragungskanal 3 des vergrabenen Types, der als Übertragungspfad für eine elektri sche Ladung in die vertikale Richtung dient, auf einem Halb leitersubstrat 1 gebildet ist, und der Übertragungskanal 3 weist eine diffundierte n⁻-Typ-Störstellenschicht auf. Eine dünne Gate-Isolierschicht 27 ist auf dem Übertragungskanal 3 gebildet, und die Übertragungselektrode 23 zum Steuern der vertikalen Übertragungstätigkeit ist weiter darauf gebildet. Außerdem ist die photoelektrische Wandeleinrichtung 22 auf dem p-Typ-Halbleitersubstrat 1 gebildet, und ein dicker Oxid film 31 und eine diffundierte p⁺-Typ-Störstellenschicht 32 sind zur elektrischen Trennung zwischen benachbarten Einrich tungen gebildet.

In Fig. 2B ist der Aufbau im Schnitt, der entlang der Linie B-B der Fig. 1 genommen ist, zu sehen, worin das Übertragungs gate 26 zwischen der photoelektrischen Wandeleinrichtung 22 und dem Übertragungskanal 3 gebildet ist, und folglich wird die diffundierte p⁺-Typ-Störstellenschicht 32 zur Trennung der Einrichtungen darin nicht, wie in Fig. 2A gezeigt ist, gebildet. Die Abtastlinie 21 zur Auswahl der photoelektri schen Wandeleinrichtung 22 ist mit der Übertragungselektrode 23 durch das Kontaktloch 25 verbunden.

Im folgenden soll in Umrissen eine Beschreibung der Tätigkeit des in den Fig. 1 bis 2B gezeigten konventionellen Fest körperbildsensors vom CSD-Typ gegeben werden. Die Tätigkeit eines solchen Festkörperbildsensors ist vollständig in den oben aufgeführten Publikationen beschrieben und ebenfalls in einem Artikel von M. Kimata u.a., im technischen Report TEBS101-6ED841 des Institute of Television Engineers of Japan, Seite 31.

Zuerst werden photoelektrische Wandeleinrichtungen 22 in einer Zeile durch eine einzelne Abtastlinie 21 ausgewählt. Die Signalladungen von der ausgewählten photoelektrischen Wandeleinrichtung 22 werden auf den Übertragungskanal 3 der vertikalen Richtung durch das Übertragungsgate 26 ausgelesen und dann in die vertikale Richtung übertragen. Die Übertra gung der Signalladungen in die vertikale Richtung wird wäh rend einer horizontalen Periode durchgeführt, und die glei chen werden in den horizontalen CCD während einer horizonta len Austastperiode ausgelesen. Der Festkörperbildsensor vom CSD-Typ, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, hat den großen Vorteil, daß die Breite des Übertragungskanalabschnit tes dünn gemacht werden kann. Da dieser insbesondere so auf gebaut ist, daß nur die Signalladungen von einer einzelnen photoelektrischen Wandeleinrichtung über die einzelne verti kale Übertragungseinrichtung ausgelesen werden, kann insbe sondere ein reichlicher Betrag von Übertragungsladungen er zielt werden, auch wenn die Kanalbreite klein gewählt wird. Da in anderen Worten die Länge des Potentialtopfes in der vertikalen Ladungsübertragungseinrichtung (CSD) gleich der Länge einer vertikalen Leitung wird, wird die Fläche des Po tentialtopfes ausreichend groß, auch bei einer schmalen Kanal breite, wodurch ein reichlicher Betrag der Übertragungsla dungen zur Verfügung gestellt werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines Verhältnisses zwischen der Breite des Übertragungskanales vom vergrabenen Typ und dem darin gebildeten Kanalpotential für den Fall, bei dem die gleiche Gatespannung angelegt ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, nimmt das im Übertragungskanal gebildete Kanalpotential ent sprechend ab, wenn die Breite des Übertragungskanales ver ringert wird. Als Ursache dafür wird angenommen, daß aufgrund der Diffusion in Querrichtung der Störstellen von der diffun dierten p⁺-Typ-Störstellenschicht 32 zum Kanalschneiden die Störstellenkonzentration des vergrabenen Übertragungskanales kompensiert wird. Solche Erscheinungen werden besonders be deutsam im Fall, wenn die Breite des Übertragungskanales 3 verringert wird. Wie in Fig. 2B gezeigt ist, wird der Über tragungskanal 3 der diffundierten n⁻-Typ-Verunreinigungs schicht, die mit dem Übertragungsgate 26 verbunden ist, durch die diffundierte p⁺-Typ-Störstellenschicht 32 nur von einer Seite beeinflußt, während, wie in Fig. 2A gezeigt ist, der andere Abschnitt durch die diffundierten p⁺-Typ-Störstellen schichten 32 von beiden Seiten beeinflußt wird.

Fig. 4A zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie C-C in Fig. 1 genommen ist, und Fig. 4B ist eine Ansicht, die das darin gebildete Potential zeigt. Da, wie in Fig. 2B gezeigt ist, der Abschnitt, der mit dem Übertragungsgate 26 innerhalb der Übertragungselektroden 23 und 24 verbunden ist, d.h. ein ungefähr zentraler Abschnitt von jeder Übertragungselektrode, nur von der diffundierten p⁺-Typ-Störstellenschicht 32 von einer Seite beeinflußt wird, wird ein tiefer Potentialtopf 34 in diesem Abschnitt gebildet, wie in Fig. 4B gezeigt ist. Da her können die Ladungen, die durch den tiefen Potentialtopf 34 in solchen Zentren der Übertragungselektrode gefangen sind, nicht zu der Übertragung beitragen, wodurch das Problem auftritt, daß die Ladungen Q _R, die, ohne gelesen zu werden, belassen werden, die Übertragungseffektivität verschlechtern.

Weiterhin wird in dem konventionellen Festkörperbildsensor der Fig. 1 die Übertragungselektrode 23 mit Polysilizium einer ersten Schicht gebildet, z.B., und die Übertragungs elektrode 24 wird mit Polysilizium einer zweiten Schicht ge bildet, die Elektrode des Übertragungsgates 26 wird gemeinsam zu der Übertragungselektrode 23 oder 24 implementiert, wie zuvor beschrieben wurde. Das bedeutet, daß die Elektroden des Übertragungsgates 26, die gemeinsam zu den Übertragungs elektroden 23 der ersten Schicht und gemeinsam zu den Über tragungselektroden 24 der zweiten Schicht zu sein haben, so gebildet sind, daß sie abwechselnd angeordnet sind. Falls und wenn es erhöhte Fehlanordnungen der Maske, Unterschiede in der Ausführungsdimension, Unterschiede in der Dicke der Gate-Isolierschicht 27 zwischen der Übertragungselektrode 23 der ersten Schicht und der Übertragungselektrode 24 der zwei ten Schicht gibt, dann tritt ein Unterschied in der Transi storeigenschaft zwischen dem Übertragungsgate 26, das gemein sam mit der Übertragungselektrode 23 sein soll, und dem Über tragungsgate 26, das gemeinsam mit der Übertragungselektrode 24 sein soll, auf. Aufgrund solcher Unterschiede in der Tran sistoreigenschaft tritt ein Unterschied in den Signalladungen der photoelektrischen Wandeleinrichtung 22 auf, was in einem Problem resultiert, daß ein sogenanntes Festmusterrauschen auftritt, in dem ein Unterschied im Ausgang abwechselnd für jede Horizontalleitung gesehen wird, selbst wenn ein gleich förmiges Bild nachzuweisen ist.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen Festkörperbildsen sor mit einer verbesserten Ladungsübertragungseffektivität in der senkrechten Richtung vorzusehen, insbesondere soll der Festkörperbildsensor geeignet sein, ein Festmusterrau schen zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den erfindungsgemäßen Fest körperbildsensor mit einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstypes, einer Mehrzahl von photoelektrischen Wandel einrichtungen, die auf dem Halbleitersubstrat gebildet sind, einer Mehrzahl von Übertragungsgates, die auf dem Halbleiter substrat gebildet sind, damit sie den zugehörigen photoelek trischen Wandeleinrichtungen entsprechen, wobei jede eine Elektrode zum wahlweisen Lesen von Signalladungen von der entsprechenden photoelektrischen Wandeleinrichtung aufweist, einer Mehrzahl von Übertragungseinrichtungen, die auf dem Halbleitersubstrat zum Übertragen in eine vorgeschriebene Richtung der Signalladungen gebildet sind, die von den Über tragungsgates erhalten sind, und Trennbereichen mit Störstel lenschichten hoher Konzentration des ersten Leitungstypes zum Trennen der photoelektrischen Wandeleinrichtungen und der Übertragungseinrichtungen, worin jede der Übertragungsein richtungen einen Übertragungskanal vom zweiten Leitungstyp, der auf dem Halbleitersubstrat gebildet ist und als Übertra gungspfad für Signalladungen dient, die von den Übertragungs gates erhalten sind, einen Isolierfilm, der auf dem Übertra gungskanal gebildet ist, und Übertragungselektroden der er sten und zweiten Schichten, die so gebildet sind, daß sie ab wechselnd auf dem Isolierfilm zum Steuern der Übertragung der Signalladungen in dem Übertragungskanal angebracht sind, auf weist, wobei eine der Übertragungselektroden der ersten Schicht oder der Übertragungselektroden der zweiten Schicht einstückig mit der entsprechenden der Mehrzahl von Übertra gungsgates gebildet ist, so daß all die Elektroden in den Übertragungsgates gemeinsam mit den Übertragungselektroden der gleichen Schicht sein werden, die Übertragungselektrode, die gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates gebil det ist und aus der Übertragungselektrode der ersten Schicht und der Übertragungselektrode der zweiten Schicht gewählt ist, von der angrenzenden Übertragungselektrode auf der Seite der Übertragungsrichtung der Signalladungen isoliert ist und elektrisch mit der angrenzenden Elektrode auf der entgegenge setzten Seite verbunden ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen zum Erhöhen eines Potentiales in dem Übertragungs kanal unterhalb der Übertragungselektrode, die gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates ausgebildet ist, und aus der Übertragungselektrode der ersten Schicht und der Übertra gungselektrode der zweiten Schicht gewählt ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, daß ein Poten tialtopf, der in dem Übertragungskanal unterhalb der Übertra gungselektrode, die gemeinsam mit der Elektrode des Übertra gungsgates sein soll, gebildet ist, dafür ausgelegt werden kann, tiefer entlang der Übertragungsrichtung der Signalla dungen zu sein, wodurch Verluste der Ladungsübertragung ver ringert werden können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß die Eigen schaften der entsprechenden Übertragungsgates einheitlich werden und ein Festmusterrauschen für jede horizontale Lei tung ausgeschlossen wird, da die Elektroden all der Übertra gungsgates mit den Übertragungselektroden der gleichen Schicht gebildet sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß der Verlust der Ladungsübertragung verringert werden kann durch Einfüh rung einer Störstellenschicht in den Übertragungskanal und durch eine Änderung der Schichtdicke des Gate-Isolierfilmes.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen konventionellen Fest körperbildsensor vom CSD-Typ;

Fig. 2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 2B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 3 ein das Verhältnis zwischen der Breite des Über tragungskanales vom vergrabenen Typ und dem darin gebildeten Kanalpotential zeigendes Diagramm, für den Fall, daß die gleiche Gatespannung angelegt ist;

Fig. 4A eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 1;

Fig. 4B eine den Zustand des Potentiales an verschiedenen Abschnitten in Fig. 4A zeigende Ansicht;

Fig. 5 eine Draufsicht einer Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 6A eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 5;

Fig. 6B eine den Zustand des Potentiales an verschiedenen Abschnitten in Fig. 6A zeigende Ansicht; und

Fig. 7 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Draufsicht, die einen Festkörperbildsensor nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, und Fig. 6A ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie D-D in Fig. 5 genommen ist.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie der in Fig. 1 gezeigte konventionelle Fest körperbildsensor, jedoch mit den folgenden Ausnahmen. Insbe sondere ist, in Fig. 5 gesehen, daß Übertragungselektroden 11 der ersten Schicht und Übertragungselektroden 12 der zweiten Schicht abwechselnd angebracht sind, damit sie als Übertra gungseinrichtung zum Übertragen in die vertikale Richtung von Signalladungen dienen, die von den photoelektrischen Wandel einrichtungen 22 durch die Übertragungsgates 26 und all die Elektroden der Übertragungsgates 26 gelesen sind, die wie derum integral mit den Übertragungselektroden 12 der zweiten Schicht gebildet sind. Insbesondere folgt aus dieser Be schreibung, daß alle der Elektroden der Übertragungsgates 26 gemeinsam ausgebildet werden mit den Übertragungselektroden der gleichen Schicht (der zweiten Schicht). Beide der Über tragungselektroden 11 der ersten Schicht und der Übertragungs elektroden 12 der zweiten Schicht werden mit Polysilizium ge bildet. Die Abtastleitung 21, die als Pfad für die Leitung des Signales zur Auswahl der photoelektrischen Wandeleinrich tungen 22, die eine Zeile in der horizontalen Richtung dar stellt, dient, ist mit den Übertragungselektroden 11 und 12 durch das gemeinsame Kontaktloch 13 für die Übertragungselek trode 11 der ersten Schicht und die Übertragungselektrode 12 der zweiten Schicht verbunden. Die Übertragungselektrode 11 der ersten Schicht ist elektrisch durch das gemeinsame Kon taktloch mit der anschließenden Übertragungselektrode 12 der zweiten Schicht auf der Seite der Übertragungsrichtung der Signalladungen verbunden und ist isoliert von der angrenzen den Übertragungselektrode 12 der zweiten Schicht auf der ent gegengesetzten Seite.

Daher sind in der in den Fig. 5 und 6A gezeigten Ausfüh rungsform die Elektroden der Übertragungsgates 26 mit den Übertragungselektroden 12 der gleichen Schicht (der zweiten Schicht) so gebildet, daß die Transistoreigenschaften der Übertragungsgates 26 einheitlich werden, wodurch das Fest musterrauschen für jede Horizontalleitung, das in konventio nellen Festkörperbildsensoren beobachtet wird, verringert wird.

Fig. 6B ist eine Ansicht, die die Form des Potentiales an verschiedenen Abschnitten in der in Fig. 6A gezeigten Schnitt ansicht darstellt. Wie es von den Fig. 6A und 6B klar ist, ist ein Potentialtopf 340 in dem Übertragungskanal unterhalb des Abschnittes gebildet, der mit dem Übertragungsgate 26 in nerhalb der Übertragungselektroden verbunden ist, wie es der Fall bei dem in Fig. 1 gezeigten konventionellen Beispiel ist. In der gezeigten Ausführungsform ist jedoch der Poten tialtopf unterhalb der Übertragungselektrode 12 der zweiten Schicht gebildet und isoliert von der benachbarten Übertra gungselektrode 11 der ersten Schicht auf der Übertragungs richtungsseite der Signalladungen, und daher wird, wenn eine Spannung an die nächstbenachbarte Übertragungselektrode 11 und die übernächstbenachbarte Elektrode 12, die damit verbun den ist, angelegt wird, das Potential des Übertragungskanales 3 so, wie es durch den gepunkteten Linienabschnitt in Fig. 6B gezeigt ist, mit dem Resultat, daß die Signalladungen voll ständig übertragen werden. Insbesondere beeinflußt der Poten tialtopf 340 in der in den Fig. 5 und 6A gezeigten Ausfüh rungsform die Ladungsübertragungseffektivitat nicht nachtei lig.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht einer anderen Ausführungs form der Erfindung, diese Ansicht ist entlang der Ladungs übertragungsrichtung, wie es der Fall in Fig. 6A ist, genom men. Wenn die Breite des Übertragungskanales 3 weiter redu ziert wird oder die an die Übertragungselektroden 11 und 12 angelegte Spannung verringert wird, dann, so wird angenommen, wird der Potentialtopf 340 tiefer als die Potentialdifferenz, die in dem Übertragungskanal 3 durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 11 und 12 erzeugt wird, so daß die Ladungen in dem Potentialtopf 340 gefangen bleiben, wie es der Fall bei dem konventionellen Beispiel ist, was in einer Situation einer verschlechterten Übertragungseffektivitat der Ladungen resultiert. In einem solchen Fall ist es ausreichend, die p⁺-Typ-Störstellenschicht 16 in einem Abschnitt unterhalb der Übertragungselektrode 12 innerhalb des n⁻-Typ vergrabenen Übertragungskanals 3 zu bilden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die p⁺-Typ-Beimengung 16 kann in dem Übertragungskanal 3 un terhalb der Übertragungselektrode 12 der zweiten Schicht durch Benutzen eines Ionenimplantationsverfahrens z.B. gebil det werden, und durch ein selbstausrichtendes Verfahren mit der Übertragungselektrode 11 der ersten Schicht als Maske. Da die p⁺-Typ-Beimengung 16 dazu dient, das Potential des Über tragungskanales 3 zu erhöhen, kann der Potentialtopf 340 flach gemacht werden und weiterhin ganz eliminiert werden.

Da das Potential des Übertragungskanales 3 erhöht werden kann durch Verringern der Dicke der Gate-Isolierschicht 27 unter halb der Übertragungselektroden 11 und 12, kann der Potential topf 340 flach gemacht werden und weiterhin ganz eliminiert werden, indem die Dicke der Gate-Isolierschicht 27 unterhalb der Übertragungselektrode 12 dünner gemacht wird als die Dicke der Gate-Isolierschicht 27 unterhalb der Übertragungs elektrode 11.

Die Tiefe des Potentialtopfes an dem Übergang des Übertra gungsgates 26 zu dem Übertragungskanal 3 kann gesteuert wer den durch Einführen einer Störstellenschicht in dem Übertra gungskanal 3 und durch Ändern der Dicke der Gate-Isolier schicht zwischen den Übertragungselektroden der ersten und zweiten Schicht, so daß Verluste in der Ladungsübertragung verringert werden können, mit dem Resultat, daß die Übertra gungseffektivitat verbessert werden kann.

Obwohl die Übertragungselektrode 12, die gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates 26 sein soll, mit Polysili zium der zweiten Schicht, wie in der oben beschriebenen Aus führungsform, gebildet wurde, kann sie auch mit Polysilizium der ersten Schicht gebildet werden. In einem solchen Fall kann der Potentialtopf 340 flach gemacht werden oder elimi niert werden durch Bilden der (nicht gezeigten) n-Typ-Stör stellenschicht in dem Abschnitt unterhalb der Übertragungs elektrode 11 innerhalb des Übertragungskanales 3 vom vergra benen n⁻-Typ.

Claims

1. Festkörperbildsensor mit: einem Halbleitersubstrat (1) von einem ersten Leitungstyp,
einer Mehrzahl von auf dem Halbleitersubstrat (1) gebildeten photoelektrischen Wandeleinrichtungen (22),
einer Mehrzahl von Übertragungsgates (26), die auf dem Halb leitersubstrat (1) entsprechend den zugehörigen photoelektri schen Wandeleinrichtungen (22) gebildet sind und Elektroden zum wahlweisen Lesen von Signalladungen von den entsprechen den photoelektrischen Wandeleinrichtungen (22) aufweisen,
einer Mehrzahl von Übertragungseinrichtungen, die auf dem Halbleitersubstrat (1) zum Übertragen in eine vorgeschriebene Richtung der von den Übertragungsgates (26) empfangenen Si gnalladungen gebildet sind, wobei jede Übertragungseinrichtung einen Übertragungskanal (3) von einem zweiten Leitungstyp, der auf dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist und als Über tragungsweg für die von den Übertragungsgates empfangenen Si gnalladungen dient,
und eine auf dem Übertragungskanal (3) gebildete dünne Iso lierschicht (27) aufweist, und
einem Trennbereich mit einer Schicht einer hohen Störstellen konzentration (32) des ersten Leitungstypes zum Trennen der photoelektrischen Wandeleinrichtungen (22) und der Übertra gungseinrichtungen,
dadurch gekennzeichnet, daß
Übertragungselektroden aus ersten und zweiten Schichten (11 und 12) auf der dünnen Isolierschicht (27) in abwechselnder Anordnung gebildet sind zum Steuern der Übertragung der Si gnalladungen in dem Übertragungskanal (3),
entweder eine der Übertragungselektroden der ersten Schicht (11) oder der Übertragungselektroden der zweiten Schicht (12) integral mit der jeweils zugehörigen der Mehrzahl der Über tragungsgates (26) so ausgebildet ist, daß alle Elektroden der Übertragungsgates (26) gemeinsam mit den Übertragungselek troden der gleichen Schicht ausgebildet sein können, und die gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates (26) auszu bildende Übertragungselektrode (12) von der Übertragungselek trode der ersten Schicht (11) und der Übertragungselektrode der zweiten Schicht (12), isoliert von der angrenzenden Über tragungseleketrode auf der Seite der Übertragungsrichtung der Signalladung ausgebildet ist und elektrisch leitend mit der angrenzenden Übertragungselektrode auf der gegenüberliegenden Seite verbunden ist.

2. Festkörperbildsensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verstärken des Potentiales in dem Über tragungskanal (3) unterhalb der gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates (26) auszubildenden Übertragungselek trode (12) von der Übertragungselektrode der ersten Schicht (11) und der Übertragungselektrode der zweiten Schicht (12).

3. Festkörperbildsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung zum Verstärken des Potentiales in dem Übertragungskanal (3) eine Störstellenschicht hoher Konzentra tion vom ersten Leitungstyp (16) oder eine Störstellenschicht vom zweiten Leitungstyp aufweist, die in dem Übertragungska nal (3) unterhalb der gemeinsam mit der Elektrode des Über tragungsgates (26) auszubildenden Übertragungselektrode (12) gebildet ist.

4. Festkörperbildsensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verstärken des Potentiales in dem Übertragungskanal (3) eine dünne Isolierschicht (27) auf weist, die Schichtdicke der dünnen Isolierschicht (27) dünner in dem Abschnitt unterhalb der gemeinsam mit der Elektrode des Übertragungsgates (26) auszubildenden Übertragungselek trode (12) gewählt ist als in dem Abschnitt unterhalb der Übertragungselektrode (11), die nicht gemeinsam auszubilden ist.

5. Festkörperbildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Abtastlinien (21) zum elektrischen Verbin den gegenseitig benachbarter Übertragungselektroden (11, 12) der ersten Schicht und der zweiten Schicht und zum Versorgen des Übertragungsgates (26) mit einem Signal zum Auswählen der photoelektrischen Wandeleinrichtung (22), bei der die Signal ladungen zu lesen sind.

6. Festkörperbildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselektroden (11, 12) der ersten Schicht und der zweiten Schicht mit Polysilizium gebildet sind.