DE4310915A1 - Ladungsübertragungseinrichtung und ein sie enthaltender Festkörper-Bildsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsübertragungseinrichtung und auf einen sie enthaltenden Festkörper-Bildsensor, die in der Lage sind, ei­ ne Signalladung mit hohem Signal-Rauschverhältnis (S/N Verhältnis) bei gleichzeitiger Verhinderung eines Dunkelstromes zu übertragen.

Ladungsgekoppelte Einrichtungen (sogenannte CCDs) werden üblicher­ weise als Ladungsübertragungseinrichtungen verwendet und weisen ein hohes S/N Verhältnis auf. Solche CCDs kommen beispielsweise in Fest­ körper-Bildsensoren zum Einsatz. Diese CCDs gehören mit Blick auf ihre Kanalbereichsstruktur zum einen zu den Oberflächenkanal CCDs und zum anderen zu den CCDs mit begrabenem Kanal.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die entsprechenden Abschnitte einer Oberflächenkanal CCD und einer CCD mit begrabenem Kanal sowie die da­ zugehörigen Potentialprofile.

In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 6 ein Potentialprofil desjeweili­ gen Leitungsbandes und mit dem Bezugszeichen 7 ein Potentialprofil des jeweiligen Valenzbandes gekennzeichnet. Dagegen kennzeichnet das Be­ zugszeichen 8 eine vorbestimmte Spannung, die an jede Übertragungse­ lektrode 5 angelegt ist. 8′ ist ein Gegenpotential (Gegenelektrode).

Bei der Oberflächenkanal CCD gemäß Fig. 1 wird ein Kanalbereich durch Invertierung der Leitfähigkeit der Oberfläche eines p-Typ Siliciumsub­ strats 2a unter Verwendung einer Spannung 8 gebildet, die an die aus Po­ lysilicium hergestellte Übertragungselektrode 5 angelegt wird. In diesem Fall liegt ein Spitzenpotential an der Grenzfläche zwischen dem p-Typ Sili­ ciumsubstrat 2a und einem ersten Elektrodenisolationsfilm 4 im Kanalbe­ reich. Im Ergebnis stellt sich eine Wechselwirkung zwischen dem Potential und der übertragenen Signalladung an dieser Grenzfläche ein, was zu ei­ ner Verminderung des Signalladungs-Wirkungsgrades und damit zu einer Verminderung des S/N Verhältnisses führt.

Bei der CCD mit dem Kanal 3 gemäß Fig. 2 tritt eine solche Wechselwir­ kung zwischen dem Potential und der übertragenen Signalladung seltener auf, da sich ein Spitzenpotential in diesem Fall innerhalb des p-Typ Silici­ umsubstrat 2a befindet.

Die CCD mit dem Kanal 3 weist allerdings eine geringere Ladungsübertra­ gungskapazität auf als die Oberflächenkanal CCD, obwohl ihr S/N Ver­ hältnis höher ist als das der Oberflächenkanal CCD.

Die primäre Ursache für einen in der Oberflächenkanal CCD oder in der CCD mit begrabenem Kanal erzeugten Dunkelstrom liegt darin, daß La­ dungen infolge des an der Grenzfläche zwischen dem p-Typ Siliciumsub­ strat 2a und dem ersten Elektrodenisolationsfilm 4 vorhandenen Potenti­ als erzeugt werden.

Werden verbesserte Halbleitermaterialien, sauberere Herstellungsprozes­ se und photoempfindlichere Strukturen verwendet, so ist es möglich, den Dunkelstrom auf 1 nA/cm² zu verringern, selbst für den Fall, daß die Tem­ peratur relativ hoch und bei etwa 60°C liegen sollte.

Dieser Dunkelstrom ist aber immer noch zu hoch im Hinblick darauf, daß die Standardsignalladung weiter und weiter verringert wird, und zwar mit Blick auf die Kompaktheit und die hohe Empfindlichkeit der Festkörper- Bildsensoren.

Eine Erhöhung der Integrationsdichte führt darüber hinaus zu einer Ver­ minderung der Kanalbereichsbreite, so daß insbesondere bei sehr gerin­ ger Kanalbereichsbreite ein sogenannter Kanaleffekt (high narrow chan­ nel effect) auftreten kann. Aufgrund dieses Effektes wird die Signalladung innerhalb der CCDs erheblich herabgesetzt.

Es hat sich als wirksam erwiesen, zur Erhöhung der Signalladung inner­ halb einer CCD eine positive Spannung und eine negative Spannung als CCD Treiberspannungen zu verwenden. Hier tritt aber ebenfalls das Pro­ blem der Vergrößerung des Dunkelstromes auf.

Bei langsam arbeitenden CCDs, bei denen ebenfalls das Problem des Dun­ kelstromes vorliegt, wird daher nur die negative Spannung verwendet (wenn die Signalladung durch Elektronen gebildet wird), so daß in diesem Falle kein Dunkelstrom erhalten wird.

Die Fig. 3 zeigt den Bereich eines Pixels (Bildpunktes) bei einem Farb- Festkörper-Bildsensor mit einer CCD vom Zwischenleitungs-Übertra­ gungstyp als Ladungsübertragungseinrichtung.

Bei der Struktur nach Fig. 3 liegen Filterschichten 22a bis 22e für drei Farben, insbesondere für rot, grün und blau, oberhalb einer Photodiode 13. Die Filterschichten 22a bis 22c dienen zur Ausgabe von Farbsignalen. Die Photodiode 13 wird allgemein als Photodetektor bezeichnet und kann eine Photodiode mit pn-Übergang sein.

Farbfilter wie zum Beispiel Rotfilter, Grünfilter und Blaufilter sind aller­ dings ungeeignet im Hinblick auf die Ausnutzung des Lichtes, da sie das Licht außerhalb der jeweiligen Filterwellenlängen absorbieren.

Zur Herstellung eines Farb-Festkörper-Bildsensors mit höherem Wir­ kungsgrad ist daher eine Technik erforderlich, mit der sieh gleichzeitig drei Farbsignale für unterschiedliche Wellenlängenbänder erzeugen las­ sen, nämlich ein Rotfarbsignal, ein Grünfarbsignal und ein Blaufarb­ signal. Bisher war es allerdings nicht möglich, einen einzelnen Festkör­ per-Bildsensor zu erzeugen, der in der Lage ist, gleichzeitig Farbsignale unterschiedlicher Wellenlängen einer empfangenen Strahlung auszuge­ ben.

In der Fig. 3 sind zu erkennen ein n-Typ Siliciumsubstrat 1, ein Wannen­ schicht-Substrat 2b vom p-Typ, ein erster Elektrodenisolationsfilm 4, ein Kanalstopbereich 10, Glättungsschichten 21 und 23, eine Löchersammel­ schicht 25 vom p-Typ, eine Photoschutzschicht 26, eine erste Übertra­ gungselektrode 27 aus Polysilicium, eine zweite Übertragungselektrode 28 aus Polysilicium und ein zweiter Elektrodenisolationsfilm 29. Ein Oberflächenkanal ist mit 3′ bezeichnet.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Festkörper-Bildsensors mit zwei Arten von Photodetektoren unterschiedlicher spektraler Empfind­ lichkeit auf einem Halbleitersubstrat. Dagegen zeigt die Fig. 5 den Be­ reich eines Pixels bzw. Bildpunktes des Festkörper-Bildsensors nach Fi­ gur 4.

Gemäß der Fig. 5 ist einer der Photodetektoren eine Photodiode 13 mit pn-Übergang für den sichtbaren Bereich, während ein anderer der Photo­ detektoren als Schottky-Sperrschichtdiode 12 für den Infrarotbereich ausgebildet ist. Die Schottky-Sperrschichtdiode 12 ist aus PtSi herge­ stellt. In der Fig. 5 sind mit dem Bezugszeichen 2b, 3′, 4, 10 und 29 glei­ che Elemente wie in Fig. 3 bezeichnet. 5 in Fig. 5 ist eine Übertragungse­ lektrode.

Die Struktur nach Fig. 4 enthält eine Mehrzahl von ersten vertikalen CCDs 14a zur Übertragung von Signalladungen, die im sichtbaren Bereich erzeugt worden sind, sowie eine Mehrzahl von zweiten vertikalen CCDs 14b zur Übertragung von Signalladungen, die im Infrarotbereich erzeugt worden sind. Es können somit individuell Signalladungen von den Photo­ detektoren 13 für den sichtbaren Bereich und von den Photodetektoren 12 für den Infrarotbereich gelesen werden.

Ferner enthält die Struktur nach Fig. 4 eine erste horizontale CCD 17a zur Übertragung von Signalladungen für den sichtbaren Bereich von den ersten vertikalen CCDs 14a, sowie eine zweite horizontale CCD 17b zur Übertragung von Signalladungen für den Infrarotbereich von den zweiten vertikalen CCDs 14b. Mit dem Bezugszeichen 29a ist ein Isolationsfilm be­ zeichnet, der dazu dient, die erste horizontale CCD 17a gegenüber der zweiten horizontalen CCD 17b elektrisch zu isolieren. Jeweils ein Abtast­ verstärker 17a′, 17b′ ist den CCDs 17a, 17b nachgeschaltet.

Bei der oben beschriebenen Technik ist es erforderlich, individuelle La­ dungsübertragungswege für die beiden Arten von Photodetektoren vorzu­ sehen, also für die ersten vertikalen CCDs, die zweiten vertikalen CCDs, die erste horizontale CCD und die zweite horizontale CCD. Es besteht da­ mit ein erhebliches Problem, all diese Signalladungs- Übertragungswege zusammen auf einer Einrichtung zu integrieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladungsübertragungsein­ richtung und einen Festkörper-Bildsensor mit erheblich verringertem Dunkelstrom zu schaffen. Die Ladungsübertragungseinrichtung und der Festkörper-Bildsensor sollen darüber hinaus spektroskopische Funktio­ nen besitzen, ohne daß Farbfilter verwendet werden müssen. Sie sollen außerdem in der Lage sein, verschiedene Arten von Lichtstrahlen zu detek­ tieren.

Die Erfindung bezieht sieh nun auf eine Ladungsübertragungseinrichtung und auf einen Festkörper-Bildsensor mit einer derartigen Ladungsüber­ tragungseinrichtung, bei denen eine Doppelschicht-Ladungsübertra­ gungswegstruktur durch Bildung eines Oberflächenkanalbereichs auf ei­ nem begrabenen Kanalbereich in einem Halbleitersubstrat erhalten wird, wobei der Oberflächenkanalbereich gegenüber dem begrabenen Kanalbe­ reich eine entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist.

Der Oberflächenkanalbereich der Doppelschichtstruktur dient zum Auf­ fangen bzw. Sammeln eines Dunkelstroms, der an den Grenzflächen zwi­ schen dem Substrat und einem Gate-Isolationsfilm erzeugt wird, während der begrabene Kanalbereich zur Übertragung optischer Signalladungen dient. Durch die genannten Maßnahmen läßt sieh ein Festkörper-Bildsen­ sor mit niedrigem Dunkelstrom und hohem Signal-/Rauschverhältnis herstellen. Werden negative und/oder positive Treiberspannungen an die Übertragungselektroden (oder Gate-Elektroden) angelegt, so tritt keine Erhöhung des Dunkelstromes auf. Vielmehr läßt sich die übertragene Signalladung beträchtlich vergrößern.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä­ her beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine konventionelle Oberflächenkanal CCD mit zugehörigem Potentialprofil,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine konventionelle CCD mit begrabenem Ka­ nal und zugehörigem Potentialprofil,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Bildpunkt eines konventionellen Fest­ körper-Bildsensors mit einer CCD vom Zwischenleitungs-Übertragungs­ typ als Ladungsübertragungseinrichtung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Festkörper-Bildsensors mit zwei Arten von Photodetektoren unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit auf ei­ nem Halbleitersubstrat,

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Pixel des Festkörper-Bildsensors nach Fi­ gur 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer CCD nach der vorliegenden Erfindung mit zugehörigem Potentialprofil,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine CCD nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Ladungsübertragungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie a-a von Fig. 8,

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie b-b von Fig. 8,

Fig. 11 einen schematisch dargestellten Schnitt durch ein zweites Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Ladungsüber­ tragungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einem Festkör­ per-Bildsensor vom Zwischenleitungs-Übertragungstyp zum Einsatz kommt, der eine einzige Sorte, nämlich dieselbe Sorte von Photodetekto­ ren verwendet,

Fig. 12 einen schematisch dargestellten Schnitt durch ein drittes Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Ladungsüber­ tragungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einem Festkör­ per-Bildsensor vom Rahmenübertragungstyp zum Einsatz kommt, bei dem nur eine einzige Art von Photodetektoren verwendet wird, und Fig. 13 und 14 schematisch dargestellte Querschnittsansichten eines Festkörper-Bildsensors nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer La­ dungsübertragungseinrichtung, nämlich einer CCD, nach der vorliegen­ den Erfindung. Gezeigt ist ein Abschnitt eines Kanalbereichs zur Übertra­ gung einer Signalladung sowie das zu diesem Abschnitt gehörende Poten­ tialprofil. Dagegen zeigt die Fig. 7 eine Querschnittsansicht der CCD nach der vorliegenden Erfindung.

Entsprechend der Fig. 7 enthält die CCD ein p-Typ Siliciumsubstrat zur Bildung eines Halbleitersubstrats 31 eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine n-Typ Siliciumschicht zur Bildung eines begrabenen Kanalbereichs 32 ei­ nes zweiten Leitfähigkeitstyps und eine p-Typ Siliciumschicht zur Bildung eines Oberflächenkanalbereichs 33.

Auf der als Oberflächenkanalbereich 33 dienenden p-Typ Siliciumschicht befindet sich ein Oxidfilm, der als Elektrodenisolationsfilm 34 dient. Auf dem Oxidfilm 34 liegt eine Polysiliciumschicht zur Bildung einer Mehrzahl von Übertragungselektroden 35.

In Fig. 6 kennzeichnen das Bezugszeichen 36 ein Potentialprofil eines Leitungsbandes und das Bezugszeichen 37 ein Potentialprofil eines Va­ lenzbandes. Das Bezugszeichen 38 stellt eine Spannung dar, die an die Po­ lysiliciumschicht angelegt wurde, die als Übertragungselektrode 35 arbei­ tet. 8′ ist ein Gegenpotential (Gegenelektrode).

Entsprechend der Fig. 7 ist jeder Kanalbereich, der einen begrabenen Kanalbereich 32 und einen Oberflächenkanalbereich 33 enthält, gegenü­ ber einem benachbarten Kanalbereich elektrisch isoliert, und zwar durch einen Kanalstopbereich in 39, der als p⁺-Typ Siliciumbereich ausgebildet ist. Das Zeichen "+" charakterisiert hier eine hohe Verunreinigungs- bzw. Dotierungskonzentration.

Damit eine Signalladung von jedem Oberflächenkanalbereich 33 ausgege­ ben und frei von Rauschen und ohne Dunkelstrom von jedem begrabenen Kanalbereich 32 ausgelesen werden kann, ist es erforderlich, Signalla­ dungen individuell vom Oberflächenkanalbereich 33 und vom begrabenen Kanalbereich 32 auszugeben.

Die in Fig. 8 gezeigte Struktur ist in der Lage, dieser Forderung nachzu­ kommen. Es handelt sich hier um eine Ladungsübertragungseinrichtung nach der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 näher erläutert wird.

Gemäß den Fig. 8 bis 10 enthält die Ladungsübertragungseinrichtung (CCD) ein Halbleitersubstrat 31 eines ersten Leitfähigkeitstyps, einen Oberflächenkanalbereich 33 des ersten Leitfähigkeitstyps auf dem Halb­ leitersubstrat 31 vom ersten Leitfähigkeitstyp, und einen begrabenen Ka­ nalbereich 32 eines zweiten Leitfähigkeitstyps unterhalb des Oberflä­ chenkanalbereichs 33, wobei sich an einer Seite des Oberflächenkanalbe­ reichs 33 der begrabene Kanalbereich 32 über den Oberflächenkanal­ bereich 33 hinaus erstreckt (Fig. 10). Auf der freiliegenden Oberfläche der so erhaltenen Struktur befindet sich ein Elektrodenisolationsfilm 34. Die CCD enthält ebenfalls eine Ladungsinjektionsquelle 40b in der Oberfläche des Halbleitersubstrats 31, derart, daß sie in Kontakt mit dem Seitenbe­ reich des begrabenen Kanalbereichs 32 steht, der sich über den Oberflä­ chenkanalbereich 33 hinaus erstreckt, einen schwimmenden (floating) Diffusionsbereich 40e in der Oberfläche des Halbleitersubstrats 31, der­ art, daß er in Kontakt mit dem anderen Seitenbereich des begrabenen Ka­ nalbereichs 32 steht und Signalladungen detektieren kann, und einen Ab­ tast-Ausgangsdrain 40a (sweep-out drain) in der Oberfläche des Halblei­ tersubstrats 31, der sich um einen vorbestimmten Abstand von dem ande­ ren Seitenbereich des Oberflächenkanalbereichs 33 befindet und dazu dient, einen Dunkelstrom auszugeben, der sich im Oberflächenkanalbe­ reich 33 angesammelt hat. Eine Ladungsinjektionselektrode 35a zum Inji­ zieren von Signalladungen in den begrabenen Kanalbereich 32 befindet sich auf dem Oberflächenbereich des Elektrodenisolationsfilms 34 und oberhalb des einen Seitenbereichs des begrabenen Kanalbereichs 32, der sich über den Oberflächenkanalbereich 33 hinaus erstreckt. Ferner befin­ det sich eine Abtastelektrode 35h (sweep-out electrode) zur Übertragung des Dunkelstromes zum Abtast-Ausgangsdrain 40a auf dem Oberflächen­ bereich des Elektrodenisolationsfilms 34 sowie zwischen dem Oberflä­ chenkanalbereich 33 und dem Abtast-Ausgangdrain 40a. Die CCD enthält ferner eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Über­ tragungselektroden 35b bis 35j auf der Oberfläche des Elektrodenisola­ tionsfilms 34 sowie oberhalb des Oberflächenkanalbereichs 33 zwischen der Ladungsinjektionselektrode 35a und dem Abtast-Ausgangsdrain 40a bzw. dem Bereich 40c.

Entsprechend den Fig. 8 und 9 ist der Abtast-Ausgansdrain 40a im mittleren Bereich des Ladungsübertragungsweges angeordnet, um Dun­ kelstrom vom Oberflächenkanalbereich 33 über die Abtastelektrode (gate electrode) 35h auszugeben.

Die Ladungsinjektionselektrode 35a und die Ladungsinjektionsquelle 40b dienen zur Signalladungsinjektion. Ferner dient der schwimmende Diffu­ sionsbereich 40c zum Detektieren der Signalladung vom begrabenen Ka­ nalbereich 32, und zwar über die Übertragungselektrode 35j. Die La­ dungsinjektionselektrode 35a befindet sich nur oberhalb des begrabenen Kanalbereichs 32, da keine Signalladung in den Oberflächenkanalbereich 33 injiziert wird.

Die Fig. 11 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung, bei dem die Ladungsübertragungseinrichtung (CCD) nach der Erfin­ dung bei einem Festkörper-Bildsensor vom Zwischenleitungs-Übertra­ gungstyp zum Einsatz kommt, bei dem nur eine einzige Art von Photode­ tektoren verwendet wird.

Gemäß Fig. 11 enthält der Festkörper-Bildsensor ein p-Typ Siliciumsub­ strat 41, eine Wanne 42 vom p-Typ, die auf dem Siliciumsubstrat 41 vom p- Typ liegt, sowie eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstande­ ten p⁺-Löchersammelschichten 44, die auf der p-Typwanne 42 liegen und zum Einfangen von Löchern dienen, um auf diese Weise den Dunkelstrom zu reduzieren. Unterhalb einer jeden Löchersammelschicht 44 befindet sich ein n-Typ Photodetektor 43, wobei dieser sich an einem Seitenbereich der Löchersammelschicht 44 über diese hinaus erstreckt. Auf der Wanne 42 liegt weiterhin ein Mehrzahl von begrabenen Kanalbereichen 52 vom n- Typ, von denen ein jeder in Kontakt mit jedem Photodetektor 43 steht. Auf jedem begrabenen Kanalbereich 52 befindet sich ein Oberflächenkanalbe­ reich 51 vom p-Typ, derart, daß er den begrabenen Kanalbereich 52 nicht seitlich überragt und sich insbesondere nicht bis zum Photodetektor 43 erstreckt. Der Festkörper-Bildsensor enthält ferner eine Mehrzahl von p⁺- Typ Kanalstopbereichen 53, die jeweils zwischen den äußeren Seitenberei­ chen der jeweiligen Oberflächenkanalbereiche 51 sowie der jeweiligen be­ grabenen Kanalbereiche 52 einerseits und den anderen Seitenbereichen der jeweiligen Löchersammelschichten 44 und der jeweiligen Photodetek­ toren 43 andererseits zu liegen kommen. Ein erster Elektrodenisolations­ film 45a befindet sich auf der freiliegenden Oberfläche der so erhaltenen Struktur und insbesondere auf den begrabenen Kanalbereichen 52, den Oberflächenkanalbereichen 51, den Kanalstopbereichen 53, den Photode­ tektoren 43 und den Löchersammelschichten 44. Der Festkörper-Bildsen­ sor enthält ferner eine Mehrzahl von Ladungsinjektionselektroden 49, von denen jede auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm 45a an dem einen Sei­ tenbereich eines jeden begrabenen Kanalbereichs 52 angeordnet ist, der sich über jeweils einen Seitenbereich eines jeden zugehörigen Oberflä­ chenkanalbereichs 51 hinaus erstreckt. Ferner sind vorhanden eine Mehrzahl von ersten Polysilicium-Übertragungselektroden 47, von denen eine jede auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm 45a und oberhalb eines jeden Oberflächenkanalbereichs 51 liegt, eine Mehrzahl von zweiten Poly­ silicium-Übertragungselektroden 48, von denen jede auf einer der ersten Polysilicium-Übertagungselektroden 47 ruht, eine Mehrzahl von zweiten Elektrodenisolationsfilmen 45b, die die ersten und zweiten Polysilicium- Übertragungselektroden 47 und 48 umgeben und dazu dienen, diese Elek­ troden gegeneinander und gegenüber der Umgebung zu isolieren, eine Mehrzahl von Photoschutzschichten 50, von denen sich jede oberhalb des zweiten Elektrodenisolationsfilm 45b befindet, und eine Glättungsschicht 46 auf der gesamten so erhaltenen Struktur bzw. auf dem ersten Elektro­ denisolationsfilm 45a und den Photoschutzschichten 50.

In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 werden die Ladungsinjektionsquelle 40b und die Ladungsinjektionselektrode 35a des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 8 bis 10 jeweils als n-Typ Pho­ todetektor 43 und Übertragungselektrode 49 verwendet.

Die n-Typ Photodetektoren 43 werden auch als begrabene Photodioden be­ zeichnet. Um den Dunkelstrom zu reduzieren, befindet sich die p⁺-Typ Lö­ chersammelschicht 44 auf jeweils einem der n-Typ Photodetektoren 43. Es ist daher möglich, die Entstehung eines Elektronenstrahls von der Grenz­ fläche zwischen der p-Typ Wanne 42 und dem ersten Elektrodenisola­ tionsfilm 45a zu verhindern.

Zur Steuerung der Ladungsübertragung von den n-Typ Photodetektoren 43 zu den Ladungsübertragungsbereichen (CCDs) wird die von den begra­ benen Photodetektoren 43 vom n-Typ erzeugte Signalladung zum begra­ benen Kanalbereich 52 vom n-Typ übertragen, und zwar durch die La­ dungsinjektions-Übertragungselektroden 49.

In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 weist die p-Typ Wanne 42 seichte bzw. flache Bereiche unterhalb der n-Typ Photo­ detektoren 43 auf. In anderen Bereichen weist die p-Typ Wanne 42 eine größere Tiefe auf. Mit einer derartigen Struktur ist es möglich, einen Drainüberlauf zu vermeiden.

Sollen die p-Typ Oberflächenkanalbereiche 51 zur Signalladungsübertra­ gung verwendet werden, so wird der Abtast-Ausgangsdrain 40a von Fig. 8 zur Abtastung der Signalladung, die von jedem Oberflächenkanalbereich 51 übertragen worden ist, durch den schwimmenden Diffusionsbereich 40c zur Signalladungsdetektion ersetzt. Darüberhinaus werden die La­ dungsinjektionselektrode 35a und die Ladungsinjektionsquelle 40b von Fig. 8 zu jedem p-Typ Oberflächenkanalbereich 51 hinzugefügt.

Die Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung, bei dem die Ladungsübertragungseinrichtung (CCD) nach der Erfin­ dung bei einem Festkörper-Bildsensor vom Rahmenübertragungstyp zum Einsatz kommt, der nur eine einzige Sorte von Photodetektoren verwendet.

Gemäß Fig. 12 enthält der Festkörper-Bildsensor ein n-Typ Siliciumsub­ strat 54, eine p-Typ Wanne 55 auf dem Siliciumsubstrat 54 vom n-Typ, und eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Oberflächenkanalbereichen 57 vom p-Typ, die sich in der Oberfläche der p-Typ Wanne 55 befinden. Ferner sind mehrere begrabene Kanalbereiche 56 vom n-Typ vorhanden, wobei jeweils einer unterhalb eines jeden Oberflächen­ kanalbereichs 57 liegt, derart, daß er in Kontakt mit dem Oberflächenka­ nalbereich 57 steht. Der Festkörper-Bildsensor enthält auch eine Mehr­ zahl von Kanalstopbereichen 61 vom p-Typ zwischen jeweils benachbarten Kanalbereichen, von denen jeweils einer einen Oberflächenkanalbereich 57 und einen begrabenen Kanalbereich 56 enthält. Ein Elektrodenisola­ tionsfilm 58 befindet sich auf der freiliegenden Oberfläche der so erhalte­ nen Struktur bzw. auf den freiliegenden Oberflächen der Kanalstopberei­ che 61, der begrabenen Kanalbereiche 56 und der Oberflächenkanalberei­ che 57. Nicht zuletzt enthält der Festkörper-Bildsensor eine Transferelek­ trode 59 auf dem Elektrodenisolationsfilm 58 sowie eine Glättungsschicht 60 auf der Transfer- bzw. Übertragungselektrode 59.

In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 werden die Oberflächenkanalbereiche 57 vom p-Typ und die begrabenen Kanalbe­ reiche 56 vom n-Typ als Photodetektoren verwendet. Dies kennzeichnet das vorliegende Ausführungsbeispiel.

Da Festkörper-Bildsensoren vom Rahmenübertragungstyp Lichtempfangselemente im Bereich ihrer Oberflächen aufweisen, können diese in Fig. 12 gezeigten Festkörper-Bildsensoren auch in Verbindung mit den genannten Lichtempfangselementen beschrieben werden.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Tiefe eines jeden p-Typ Ober­ flächenkanalbereichs 57 geeignet gewählt ist, können Signalladungen, die hauptsächlich durch einfallendes Licht mit kurzer Wellenlänge erzeugt worden sind, im p-Typ Oberflächenkanalbereich 57 gesammelt werden. Auch Signalladungen, die durch einfallendes Licht mit langer Wellenlänge erzeugt werden, lassen sich in den jeweiligen begrabenen Kanalbereichen 56 vom n-Typ sammeln. Dies liegt daran, daß die Absorptionseigenschaf­ ten von Silicium im Bereich des sichtbaren Lichts sehr stark von der Wel­ lenlänge abhängen. Fällt also Licht mit kurzer Wellenlänge ein, so kann dieses Licht im wesentlichen an einer Position absorbiert werden, die sich in einem geringen Abstand von der Siliciumoberfläche befindet, während Licht mit langer Wellenlänge an einer Position absorbiert werden kann, die sich in einem größeren Abstand von der Siliciumoberfläche befindet.

Die von den Oberflächenkanalbereichen 57 und den begrabenen Kanalbe­ reichen 56 kommenden Signalladungen werden individuell ausgegeben, so daß Information bezüglich der Farbe des einfallenden Lichts erhalten wird.

Obwohl Information zum Reproduzieren der Originalfarbe bei Verwendung von nur zwei Kanalbereichen schwer erhalten werden kann, läßt sich den­ noch eine Trennung der Farbsignale durch Hinzufügen anderer Einrich­ tungen durchführen, die Grenzen für die Farbe eines Objekts oder für die Wellenlängenverteilung einer Beleuchtungsquelle vorgeben.

Die Fig. 13 und 14 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, bei dem eine Ladungsübertragungseinrichtung (CCD) bei einem Festkörper-Bildsensor zum Einsatz kommt, der zwei Arten von Photodetektoren verwendet.

Gemäß den Fig. 13 und 14 enthält der Festkörper-Bildsensor nach die­ sem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Halbleitersubstrat 84 vom p- Typ, eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten p-Typ Kanalstopbereichen 83 auf dem Halbleitersubstrat 84, eine Mehrzahl von p-Typ Oberflächenkanalbereichen 77, von denen sich jeder in einem zen­ tralen Bereich eines jeden Oberflächenteils des Halbleitersubstrats 84 be­ findet, der zwischen benachbarten Kanalstopbereichen 83 liegt, und eine Mehrzahl von ersten begrabenen Kanalbereichen 78 vom n-Typ, von denen ein jeder unterhalb eines jeden Oberflächenkanalbereichs 77 liegt und sich in Kontakt mit dem Oberflächenkanalbereich 77 befindet. Der Fest­ körper-Bildsensor enthält ferner eine Mehrzahl von Photodioden 72 mit pn-Übergang für den sichtbaren Bereich, von denen jede auf dem Halblei­ tersubstrat 84 so angeordnet ist, daß sie mit ihrem einen Ende mit dem ihr benachbarten Stopbereich 83 in Kontakt steht, und daß das jeweils andere Ende der Photodiode gegenüber den- Seitenwänden des ihr benachbarten begrabenen Kanalbereichs 78 und des Oberflächenkanalbereichs 77 be­ abstandet ist. Sodann enthält der Festkörper-Bildsensor noch eine Mehr­ zahl von Schottky-Sperrschichtdioden 71 für den infraroten Strahlungs­ bereich, die jeweils aus PtSi hergestellt sind und sich auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 84 befinden, derart, daß jeweils eine diese Schott­ ky-Sperrschichtdioden 71 mit ihrem einen Ende in Kontakt mit dem be­ nachbarten Kanalstopbereich 83 steht und mit ihrem anderen Ende ge­ genüber den anderen Enden vom zugehörigem Oberflächenkanalbereich 77 und erstem begrabenen Kanalbereich 78 beabstandet ist. Nicht zuletzt ist eine Mehrzahl von zweiten begrabenen Kanalbereichen 79 vorhanden, von denen ein jeder in der Oberfläche des Halbleitersubstrats 84 liegt und zwischen einer jeweiligen Schottky-Sperrschichtdiode 71 und dem ande­ ren Seitenbereich von Oberflächenkanalbereich 77 und erstem begrabe­ nen Kanalbereich 78 angeordnet ist. Ein erster Elektrodenisolationsfilm 81 liegt auf der gesamten so erhaltenen Oberfläche und insbesondere auf den Kanalstopbereichen 83, den Oberflächenkanalbereichen 77, dem Halbleitersubstrat 84, den zweiten begrabenen Kanalbereichen 79, den Photodioden 72 mit pn-Übergang und den Schottky-Sperrschichtdioden 71. Der Festkörper-Bildsensor enthält auch eine Mehrzahl von Oberflächenkanal-Bereichselektroden 73, von denen sich jeweils eine auf dem er­ sten Elektrodenisolationsfilm 81 zwischen einerjeweiligen Photodiode 72 und dem zugehörigen Oberflächenkanalbereich 77 befindet, um eine Signalladung von der Photodiode 72 zum Oberflächenkanalbereich 77 übertragen zu können. Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von Begrabungs­ kanal-Bereichselektroden 74 vorhanden, von denen sich jeweils eine auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm 81 im Bereich oberhalb des zweiten begrabenen Kanalbereichs 79 befindet, um eine Signalladung von der je­ weiligen Schottky-Sperrschichtdiode 71 zum jeweils zugehörigem begra­ benen Kanalbereich 78 zu übertragen, und zwar über den zweiten begra­ benen Kanalbereich 79. Sodann befindet sich auf dem ersten Elektro­ denisolationsfilm 81 noch eine Mehrzahl von Übertragungselektroden 80, von denen jeweils eine oberhalb von einem der Oberflächenkanalbereiche 77 liegt. Zweite Elektrodenisolationsfilme 82 umgeben die Übertragungse­ lektroden 80, die Oberflächenkanal-Bereichselektroden 73 und die Begra­ bungskanal-Bereichselektroden 74, um sie gegeneinander und gegenüber der Umgebung elektrisch zu isolieren. Außerdem enthält der Festkörper- Bildsensor eine horizontale CCD 76 zur sequentiellen Ausgabe von Signal­ ladungen von den Oberflächenkanalbereichen 77 und den ersten begrabe­ nen Kanalbereichen 78, und zwar in der Reihenfolge des Ladungsein­ gangs, sowie einen Signalverstärker 76a zum Messen der Signalladung von der horizontalen CCD 76.

Wie bereits erwähnt, befinden sich im Festkörper-Bildsensor mehrere Schottky-Sperrschichtdioden 71 für den infraroten Strahlungsbereich aus PtSi sowie eine Mehrzahl von Photodioden 72 mit pn-Übergang für den sichtbaren Strahlungsbereich, wobei die Dioden an einander gegenüber­ liegenden Seitenbereichen jeweils vertikaler CCDs 75 vorhanden sind. Entsprechend der Fig. 14 dienen die Photodioden 72 mit pn-Übergang zur Signalladungsübertragung zum Oberflächenkanalbereich 77, und zwar über die Oberflächenkanal-Bereichselektroden 73. Andererseits die­ nen die Schottky-Sperrschichtdioden 71 zur Signalladungsübertragung zum begrabenen Kanalbereich 78, und zwar mittels der Begrabungskanal- Bereichselektroden 74.

Die Oberflächenkanal-Bereichselektroden 73 sind entlang der jeweiligen vertikalen CCDs 75 angeordnet, so daß sie mit den Photodioden 72 mit pn- Übergang für den sichtbaren Bereich entlang der vertikalen CCDs 75 kor­ respondieren. Auch die Begrabungskanal-Bereichselektroden 74 sind entlang der vertikalen CCDs 75 angeordnet, so daß sie mit den Schottky- Sperrschichtdioden 71 für die Infrarotstrahlung korrespondieren, die ebenfalls entlang der vertikalen CCDs 75 angeordnet sind.

Die jeweiligen Schottky-Sperrschichtdioden 71 für die Infrarotstrahlung und die jeweiligen Photodioden 72 mit pn-Übergang sind zunächst mit ver­ tikalen CCDs 75 und dann über diese mit der horizontalen CCD 76 verbun­ den, wie die Fig. 14 erkennen läßt. Die optischen Signalladungen für den sichtbaren Bereich und die optischen Signalladungen für den infraroten Bereich werden individuell übertragen, und zwar über die Oberflächenk­ analbereiche 77 bzw. die ersten begrabenen Kanalbereiche 78.

Wie die Fig. 13 erkennen läßt, weist der Festkörper-Bildsensor nach dem vierten Ausführungsbeispiel nur eine horizontale CCD 76 für mehrere ver­ tikale CCDs 75 auf.

Die durch Infrarotstrahlung erhaltene Signalladung wird zu den ersten be­ grabenen Kanalbereichen 78 übertragen, während die durch sichtbares Licht erzeugte Signalladung zu den Oberflächenkanalbereichen 77 über­ tragen wird, wie bereits erwähnt. Die Signalladungen für die jeweiligen Strahlungsarten bzw. die unterschiedlichen Strahlungsbereiche lassen sich dabei unabhängig voneinander übertragen. Somit ist ein unabhängi­ ges Auslesen der jeweiligen Signalladungen möglich.

Der Festkörper-Bildwandler in Fig. 14, hier für den Bereich eines Bild­ punktes bzw. Pixels gezeigt, weist im Vergleich zur konventionellen Über­ tragungselektrode 5 eine reduzierte laterale Länge auf.

Im Zusammenhang mit dem vierten Ausführungsbeispiel wurde eine zwei­ dimensionale Anordnung des Photodetektorarrays beschrieben. Es ist aber auch möglich, die Photodetektoren bzw. Bildsensoren nur in eindi­ mensionaler Anordnung bzw. entlang nur einer einzigen Zeile vorzusehen.

Darüber hinaus brauchen beim vierten Ausführungsbeispiel nicht nur zwei Arten von Photodetektoren zum Einsatz kommen. Es können auch mehrere unterschiedliche Photodetektoren verwendet werden, um Signal­ ladungen für entsprechend mehrere Farben auslesen zu können, also für mehr als zwei Farben.

Entsprechend der Erfindung werden zwei unabhängige Kanäle definiert, und zwar in jedem Ladungsübertragungsbereich, um Dunkelströme zu verringern, ein verbessertes Signal/Rauschverhältnis zu erhalten, Infor­ mation für verschiedene Farben einfallenden Lichts verarbeiten zu kön­ nen und um eine hohe Integrationsdichte der Pixel bzw. Bildpunkte zu er­ zielen.

Claims (14)

1. Ladungsübertragungseinrichtung, gekennzeichnet durch:

• - ein Halbleitersubstrat (31) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
• - einen Oberflächenkanalbereich (33) des ersten Leitfähigkeitstyps, der auf dem Halbleitersubstrat (31) vom ersten Leitfähigkeitstyp liegt,
• - einen begrabenen Kanalbereich (32) eines zweiten Leitfähigkeitstyps un­ terhalb des Oberflächenkanalbereichs (33), wobei sich der begrabene Ka­ nalbereich (32) an seinem einen Seitenbereich über den Seitenbereich des Oberflächenkanalbereichs (33) hinaus erstreckt,
• - einen Elektrodenisolationsfilm (34), der auf der freiliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats (31), des Oberflächenkanalbereichs (33) und des begrabenen Kanalbereichs (32) liegt,
• - eine Ladungsinjektionsquelle (40b), die so in der Oberfläche des Halblei­ tersubstrats (31) liegt, daß sie in Kontakt mit demjenigen einen Seitenbe­ reich des begrabenen Kanalbereichs (32) steht, der sich über den Oberflä­ chenkanalbereich (33) hinaus erstreckt,
• - einen schwimmenden Diffusionsbereich (40c), der so in der Oberfläche des Halbleitersubstrats (31) liegt, daß er in Kontakt mit dem anderen Sei­ tenbereich des begrabenen Kanalbereichs (32) steht, und der zum detek­ tieren von Signalladung ausgebildet ist,
• - einen Abtast-Ausgangsdrain (40a), der in der Oberfläche des Halbleiter­ substrats (31) unter einem vorbestimmten Abstand zum anderen Seiten­ bereich des Oberflächenkanalbereichs (33) liegt und zur Ausgabe eines Dunkelstromes dient, der sich im Oberflächenkanalbereich (32) angesam­ melt hat,
• - eine Ladungsinjektionselektrode (35a) auf der Oberfläche des Elektro­ denisolationsfilms (34) sowie oberhalb des einen Seitenbereichs des be­ grabenen Kanalbereichs (32), der sich über den Oberflächenkanalbereich (32) hinaus erstreckt, wobei die Ladungsinjektionselektrode (35a) zur In­ jektion von Signalladung in den begrabenen Kanalbereich (32) dient,
• - eine Abtastelektrode (35h) auf dem Elektrodenisolationsfilm (34) sowie zwischen dem Oberflächenkanalbereich (33) und dem Abtast-Ausgangs­ drain (40a), wobei die Abtastelektrode (35h) zur Übertragung von Dunkel­ strom zum Abtast-Ausgangsdrain (40a) dient, und
• - eine Mehrzahl von gleichmäßig voneinander beabstandeten Übertra­ gungselektroden (35b bis 35j) auf dem Elektrodenisolationsfilm (34) und oberhalb des Oberflächenkanalbereichs (33) zwischen der Ladungsinjek­ tionselektrode (35a) und der Abtastelektrode (35h) einerseits bzw. dem schwimmenden Diffusionsbereich (40c) andererseits.

2. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (31) vom ersten Leitfähigkeits­ typ ein p-Typ Siliciumsubstrat ist.

3. Festkörper-Bildsensor, gekennzeichnet durch:

• - ein Halbleitersubstrat (41) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
• - eine Wanne (42) eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf dem Halbleitersub­ strat (41),
• - eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Löchersam­ melschichten (44) des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Oberfläche der Wanne (42), um durch Sammeln von Löchern Dunkelstrom zu reduzieren,
• - eine Mehrzahl von Photodetektoren (43) vom ersten Leitfähigkeitstyp, von denen jeweils einer unterhalb einer Löchersammelschicht (44) liegt, wobei sich jeder Photodetektor (43) mit seinem einen Seitenbereich über einen Seitenbereich der Löchersammelschicht (44) hinaus erstreckt
• - eine Mehrzahl von begrabenen Kanalbereichen (52) des ersten Leitfähig­ keitstyps, die auf der Wanne (42) liegen und jeweils in Kontakt mit einem der Photodetektoren (43) stehen,
• - eine Mehrzahl von Oberflächenkanalbereichen (51) des zweiten Leitfä­ higkeitstyps, die jeweils so auf den begrabenen Kanalbereichen (52) lie­ gen, daß sie sich nicht bis zu demjenigen Seitenbereich des begrabenen Kanalbereichs (52) erstrecken, der mit dem Photodetektor (43) in Kontakt steht,
• - eine Mehrzahl von Kanalstopbereichen (53) vom zweiten Leitfähigkeits­ typ, von denen jeder zwischen den Seitenbereichen des Oberflächenkanal­ bereichs (51) und des begrabenen Kanalbereichs (52) einerseits und den anderen Seitenbereichen der Löchersammelschicht (44) und des Photode­ tektors (43) andererseits zu liegen kommt,
• - einen ersten Elektrodenisolationsfilm (45a) auf der gesamten freiliegen­ den Oberfläche der begrabenen Kanalbereiche (52), der Oberflächenkanalbereiche (51), der Kanalstopbereiche (53), der Photodetektoren (43) und der Löchersammelschichten (44),
• - eine Mehrzahl von Ladungsinjektionselektroden (49), die jeweils auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm (45a) und oberhalb desjenigen Bereichs des begrabenen Kanalbereichs (52) liegen, der sich über den Seitenbereich des jeweils zugehörigen Oberflächenkanalbereichs (51) hinaus erstreckt,
• - eine Mehrzahl von ersten Übertragungselektroden (47) auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm (45a) und oberhalb des jeweiligen Oberflächenkanalbereichs (51),
• - eine Mehrzahl von zweiten Übertragungselektroden (48) oberhalb der er­ sten Übertragungselektroden (47),
• - eine Mehrzahl von zweiten Elektrodenisolationsfilmen (45b), die die er­ sten und zweiten Übertragungselektroden (47, 48) umgeben, um sie ge­ geneinander und gegenüber der Umgebung elektrisch zu isolieren,
• - eine Mehrzahl von Photoschutzschichten (50), die jeweils auf den zweiten Elektrodenisolationsfilmen (45b) liegen, und
• - eine Glättungsschicht (46) auf der gesamten Oberfläche der so erhalte­ nen Struktur bzw. auf den ersten Elektrodenisolationsfilmen und den Photoschutzschichten.

4. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Photodetektoren (43) von derselben Art sind.

5. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (42) vom zweiten Leitfähigkeitstyp seichte bzw. flache Be­ reiche unterhalb der jeweiligen Photodetektoren (43) vom ersten Leitfähig­ keitstyp hat, während sie in ihren anderen Bereichen eine größere Tiefe aufweist, um auf diese Weise einen Drain-Überfluß zu begrenzen.

6. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löchersammelschichten (44) vom zweiten Leitfähigkeitstyp und die Kanalstopbereiche (53) eine höhere Dotierungs- bzw. Verunreini­ gungskonzentration aufweisen als die Wanne (42).

7. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsinjektionselektroden (49) und die ersten und zweiten Übertragungselektroden (47, 48) Polysilicium enthalten.

8. Festkörper-Bildsensor, gekennzeichnet durch:

• - ein Halbleitersubstrat (54) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
• - eine Wanne (55) eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf dem Halbleitersub­ strat (54).
• - eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Oberflächenkanalbereichen (57) des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Oberflä­ che der Wanne (55),
• - eine Mehrzahl von begrabenen Kanalbereichen (56) vom ersten Leitfähig­ keitstyp jeweils unterhalb eines Oberflächenkanalbereichs (57) und in Kontakt mit diesem stehend,
• - eine Mehrzahl von Kanalstopbereichen (61) des zweiten Leitfähigkeits­ typs, die jeweils zwischen benachbarten Kanalbereichen liegen, zu denen jeweils ein Oberflächenkanalbereich und ein begrabener Kanalbereich ge­ hören,
• - einen Elektrodenisolationsfilm (58) auf der sich so ergebenen, freiliegen­ den Oberfläche der Kanalstopbereiche (61), der begrabenen Kanalbereiche und der Oberflächenkanalbereiche,
• - eine Übertragungselektrode (59) auf dem Elektrodenisolationsfilm (58), und
• - eine Glättungsschicht (60) auf der Übertragungselektrode (59).

9. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Oberflächenkanalbereich (57) und jeder begrabene Kanalbe­ reich (56) eine kontrollierte Tiefe aufweisen, so daß Signalladungen unab­ hängig erzeugt werden im Oberflächenkanalbereich (57) durch einfallen­ des Licht mit kurzer Wellenlänge und im begrabenen Kanalbereich (56) durch einfallendes Licht mit langer Wellenlänge.

10. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (55) vom zweiten Leitfähigkeitstyp seicht bzw. flache Berei­ che jeweils unterhalb der begrabenen Kanalbereiche (56) aufweist, wäh­ rend sie mit Bereichen größerer Tiefe an anderen Stellen versehen ist, um auf diese Weise einen Drain-Überfluß zu begrenzen.

11. Festkörper-Bildsensor, gekennzeichnet durch:

• - ein Halbleitersubstrat (84) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
• - eine Mehrzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Kanalstop­ bereichen (83) des ersten Leitfähigkeitstyps auf dem Halbleitersubstrat (84),
• - eine Mehrzahl von Oberflächenkanalbereichen (77) des ersten Leitfähig­ keitstyps jeweils im zentralen Teil des Oberflächenbereichs des Halbleiter­ substrats (84) zwischen zwei benachbarten Kanalstopbereichen (83),
• - eine Mehrzahl von ersten begrabenen Kanalbereichen (78) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, von denen jeweils einer unterhalb jeweils eines Ober­ flächenkanalbereichs (77) liegt und in Kontakt mit dem Oberflächenkanal­ bereich (77) steht,
• - eine Mehrzahl von ersten Photodetektoren (72) auf dem Halbleitersub­ strat (84), von denen jeder unter vorbestimmten Abstand zu der einen Seite von zugehörigem Oberflächenkanalbereich und erstem begrabenen Ka­ nalbereich liegt und in Kontakt mit dem benachbarten Kanalstopbereich (83) steht,
• - eine Mehrzahl von zweiten Photodetektoren (71) auf dem Halbleitersub­ strat (84), von denen jeder in vorbestimmtem Abstand zur anderen Seite von zugehörigem Oberflächenkanalbereich und erstem begrabenen Ka­ nalbereich liegt und in Kontakt mit dem benachbarten anderen Kanalstop­ bereich (83) steht,
• - eine Mehrzahl von zweiten begrabenen Kanalbereichen (79) auf der Ober­ fläche des Halbleitersubstrats (84), von denen jeder zwischen einem der zweiten Photodetektoren (71) und dem genannten anderen Seitenbereich von Oberflächenkanalbereich und erstem begrabenen Kanalbereich zu lie­ gen kommt,
• - einen ersten Elektrodenisolationsfilm (81) auf der so erhaltenen freilie­ genden Oberfläche der Kanalstopbereiche, der Oberflächenkanalbereiche, des Halbleitersubstrats, der zweiten begrabenen Kanalbereiche, der ersten Photodetektoren und der zweiten Photodetektoren,
• - eine Mehrzahl von Oberflächenkanal-Bereichselektroden (73) auf dem ersten Elektrodenisolationsfilm (81), von denen jede zwischen einem der ersten Photodetektoren (72) und dem zugehörigen Oberflächenkanalbereich (77) zu liegen kommt und dazu dient, Signalladungen vom ersten Photodetektor (72) zum Oberflächenkanalbereich (77) zu übertragen,
• - eine Mehrzahl von Begrabungskanal-Bereichselektroden (74) auf dem er­ sten Elektrodenisolationsfilm (81), von denen jeweils eine oberhalb des zweiten begrabenen Kanalbereichs (79) zu liegen kommt und dazu dient, Signalladungen vom jeweils zugeordneten zweiten Photodetektor (71) zum zugeordneten begrabenen Kanalbereich (78) zu übertragen, und zwar über den zweiten begrabenen Kanalbereich (79),
• - eine Mehrzahl von Übertragungselektroden (80) auf dem ersten Elektro­ denisolationsfilm (81) und jeweils oberhalb eines jeweiligen Oberflächenkanalbereichs (77),
• - eine Mehrzahl von zweiten Elektrodenisolationsfilmen (82), die die Über­ tragungselektroden (80), die Oberflächenkanal-Bereichselektroden (73) und die Begrabungskanal-Bereichselektroden (74) umgeben und diese ge­ geneinander sowie gegenüber der Umgebung isolieren,
• - einen horizontalen Ladungsübertragungsbereich (76) zur sequentiellen Ausgabe von Signalladungen von den Oberflächenkanalbereichen (77) und den ersten begrabenen Kanalbereichen (78), und zwar in der Reihen­ folge des Ladungseingangs, und
• - einen Abtastverstärker (76a) zum Abtasten bzw. Ausgeben der Signalla­ dung vom horizontalen Ladungsübertragungsbereich (76).

12. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder der ersten Photodetektoren (72) eine Diode mit pn-Übergang zum Empfang von Licht im sichtbaren Bereich ist, und daß jeder der zwei­ ten Photodetektoren (71) eine Schottky-Sperrschichtdiode zum Empfang von Licht im infraroten Strahlungsbereich ist.

13. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Schottky-Sperrschichtdiode (71) PtSi enthält.

14. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß mehr als zwei Arten unterschiedlicher Photodetektoren regulär angeordnet sind.