NL8000999A - Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

» * PHN 9683 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan".

De uitvinding betreft een ladinggekoppelde beeldopneeminrichting voor het opvangen van een stralingsbeeld en het omzetten daarvan in een elektrisch signaal, bevattende een halfgeleiderlichaam waarin aan een hoofdoppervlak een aantal van elkaar gescheiden, onderling 5 praktisch evenwijdige ladingstransportkanalen zijn gedefinieerd, waarbij het halfgeleiderlichaam aan hetzelfde hoofdoppervlak voorzien is van een isolerende laag waarop ten behoeve van het ladingstransport een elektrodenstelsel is aangebracht dat voor het opvangen van het stralingsbeeld voorzien is van vensters, via welke in het bijzonder kortgolvig 10 licht in het halfgeleiderlichaam kan doordringen en daarin ladingdragers genereren, welk elektrodenstelsel een eerste groep elektroden bev.at die zich uitstrekken in een richting dwars op de ladingstransportrichting.

Daarnaast betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke beeldopneeminrichting.

15 In een dergelijke inrichting wordt in het stralingsgevoelige deel een met het bestratings- of belichtingspatroon overeenkomend patroon van ladingpakketten gegenereerd, dat na afloop van de integratieperiode kan worden overgeheveld naar een opslagregister (frame/field-transfer).

De in het opslagregister opgeslagen lading wordt daarna lijn voor lijn 20 in een schuifregister geschoven, waaruit het ter verdere verwerking serieel wordt uitgelezen.

Met behulp van het elektrodenstelsel kunnen in het onderliggende halfgeleiderlichaam verarmingsgebieden worden geïnduceerd waarin of in de nabijheid waarvan, door absorptie van straling ladingdragers kun-25 nen worden gegenereerd. Deze ladingdragers kunnen dan in de verarmingsgebieden onder het elektrodenstelsel worden opgeslagen in de vorm van de eerder genoemde ladingpakketten.

De gevoeligheid van een dergelijke inrichting kan door het elektrodenstelsel nadelig worden beïnvloed. Bij toepassing van een me-30 taallaag in dit elektrodenstelsel moet de dikte van het metaal in het algemeen zeer klein zijn, daar dit anders voor straling ondoorlaatbaar wordt. Het aanbrengen van dergelijke dunne metaallagen vereist 'vaak een extra vervaardigingsstap tijdens het produktieproces.

80 0 0 9 99 » * PHN 9683 2

Absorptie (en/of reflectie) door het elektrodenstelsel kan worden voorkomen door bestraling aan de achterzijde van het halfgeleider-lichaam toe te passen. Daarvoor is meestal echter een ingewikkeld en moeilijk produktieproces nodig.

5 Een andere methode om de gevoeligheid van ladinggekoppelde beeldopneeminrichtingen te vergroten is het toepassen van halfgeleider-materiaal, bijvoorbeeld polykristallijn silicium voor het elektrodenstelsel. Doordat de absorptiecoëfficiënt van silicium voor straling met kortere golflengte relatief hoog is, is deze verbetering voor blauw licht 10 echter geringer dan voor langgolvig licht.

In de ter inzage gelegde Nederlandse Octrooiaanvrage 7610700 wordt een ladinggekoppelde beeldopneeminrichting getoond waarin de gevoeligheid voor blauw licht is verhoogd door het gemeenschappelijk elektrodenstelsel te voorzien van vensters via welke het kortgolvige licht in 15 het halfgeleiderlichaam kan doordringen. Deze vensters worden verkregen doordat steeds in twee opeenvolgende, dwars op de ladingtransportrichting gelegen elektroden op elkaar aansluitende uitsparingen zijn aangebracht. Bij de vervaardiging van dergelijke elektroden, met name bij het aanbrengen van de uitsparingen, dient rekening te worden gehouden met uitricht-20 toleranties, het geen doorgaans ten koste gaat van de benodigde hoeveelheid halfgeleideroppervlak. Daarnaast is de weerstand ter plaatse van de uitsparingen groter dan in de rest van de elektrode, waardoor de respon-sietijd hiervan ongunstig wordt beïnvloed. Bovendien liggen in de getoonde beeldopneeminrichting de venstergedeelten boven het kanaalgebied, het-25 geen een verlies in transportefficiëntie kan veroorzaken. Desgewenst kan dit opgelost worden door het aanbrengen van een transparante elektrode, waarvoor echter aan de halfgeleidertechnologie vreemde processtappen vereist zijn.

De uitvinding stelt zich ten doel een ladinggekoppelde beeld-30 opneeminrichting te verschaffen, waarbij een dergelijk verlies niet optreedt, terwijl bovendien de inrichting op eenvoudige wijze kan worden vervaardigd.

Zij berust op het inzicht dat dit bereikt kan worden door het elektrodenstelsel volgens een rasterpatroon aan te brengen.

35 Een ladinggekoppelde beeldopneeminrichting volgens de uit vinding heeft hiertoe het kenmerk dat het elektrodenstelsel bovendien een tweede groep elektroden bevat die elk in hoofdzaak bij slechts één lading-transportkanaal horen, die zich boven dit ladingtransportkanaal uitstrek 800 0 9 99 Λ PHN 9683 3 ken in een richting in hoofdzaak evenwijdig aan de ladingtransportrich-ting en dwars op de elektroden van de eerste groep, op een afstand van elkaar liggen en samen met de elektroden van de eerste groep de stralings-doorlaatbare vensters vrijlaten.

5 Doordat de vensters gevormd worden door openvallende plaatsen in een rasterconfiguratie is het nu niet meer nodig om uitsparingen in verschillende elektroden ten opzichte van elkaar uit te richten. De elektroden van de tweede groep die bij bepaalde ladingtransportkanalen horen strekken zich boven deze kanalen uit, zodat geen verlies in transportef-10 ficiëntie optreedt. Tevens ontstaat de vrijheid om de afmetingen van de vensters binnen zekere grenzen vrij te kiezen. Deze keuzevrijheid maakt het in het bijzonder mogelijk grotere vensters te vervaardigen zodat met name de blauwgevoeligheid kan worden verhoogd.

Een voorkeursuitvoering van een ladinggekoppelde inrichting 15 volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het elektrodensysteem op plaatsen buiten de vensters verbindingselementen bevat die elektroden van de tweede groep met elkaar verbinden.

Hierdoor wordt een korte responsietijd van de elektrode en daarmee een hoge transportsnelheid van de inrichting verkregen. Een bij-20 komend voordeel is dat elektrische contacten ten behoeve van de elektroden van de tweede groep nu naast die voor elektroden ten behoeve van andere klokfasen kunnen liggen. Dit kan ontwerptechnische voordelen bieden, met name bij lange ladingtransportkanalen. Bovendien wordt hiermee bereikt dat naast elkaar gelegen zones in verschillende ladingtransportka-25 nalen vrijwel gelijktijdig worden aangestuurd, zodat een grote synchroniciteit tussen de ladingtransportkanalen onderling bestaat. Ook dit voordeel geldt sterker naarmate de ladingtransportkanalen en daarmee de elektroden van de tweede groep langer worden. Hierbij liggen de verbindingselementen bij voorkeur in hoofdzaak dwars op deze elektroden van 30 de tweede groep.

Een verder voorkeursuitvoering van een beeldopneeminrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de tussen de vensters gelegen delen van de tweede groep elektroden een grotere lengte dan breedte hebben.

35 In een dergelijke uitvoering kan, het oppervlak van de vens ters aanzienlijk worden vergroot. Dit verhoogt de blauwgevoeligheid van de inrichting.

Een verdere voorkeursuitvoering van een beeldopneeminrichting 80 0 0 9 99 • ^ PHN 9683 4 volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam een siliciumsubstraat van een eerste geleidingstype bevat dat aan het oppervlak voorzien is van een halfgeleidergebied van een tweede tegengesteld geleidingstype, waarin de kanaalgebieden zijn aangebracht en dat met het 5 substraat een pn-overgang vormt, welke pn-overgang op een afstand tussen 2 micrometer en 5 micrometer van het hoofdoppervlak ligt.

In een dergelijke inrichting zullen ladingdragers die in het substraat gegenereerd worden niet .bijdragen aan de fotostroom en derhalve geen bijdrage leveren aan het beeldsignaal. Ladingdragers die op een 10 afstand van 2-5 micrometer van het oppervlak worden gegenereerd ontstaan in het bijzonder door absorptie van rood licht, waarvoor silicium relatief goed doorlatend is. De generatie van ladingdragers ten gevolge van bestraling met blauw en groen licht vindt voornamelijk plaats tot op dieptes van circa 0,1 micrometer respectievelijk circa 1 micrometer.

15 Bovendien wijkt de gevoeligheid voor langere golflengten bij silicium sterk af van de gevoeligheidskromme van het menselijk oog. Door de genoemde maatregel wordt de invloed van langgolvige straling praktisch geëlimineerd, waardoor de gevoeligheid van de inrichting beter aangepast is aan die van het menselijk oog. Dit is in het bijzonder van belang voor 20 opneeminrichtingen ten behoeve van kleurenbeeldweergave. Daarnaast wordt door deze maatregel het optreden van "uitsmeereffecten" sterk verminderd.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke beeld-inrichting waarbij het halfgeleiderlichaam aan een hoofdoppervlak wordt voorzien van door kanaalbegrenzingsgebieden onderling gescheiden lading-25 transportkanalen en het elektrodenstelsel op een het hoofdoppervlak bedekkende isolerende laag wordt aangebracht heeft het kenmerk dat de kanaalbegrenzingsgebieden althans ten dele doormiddel van ionenimplantatie met het elektrodenstelsel als masker worden gevormd.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand 30 van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening waarin,

Figuur 1 schematisch het principeschema toont van een lading-gekoppelde beeldopneeminrichting, waarop de uitvinding betrekking heeft, Figuur 2 schematisch een bovenaanzicht toont van een gedeelte uit het stralingsgevoelige deel van een dergelijke beeldopneeminrichting, 35 Figuur 3 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldop neeminrichting volgens de lijn III—III in Figuur 2,

Figuur 4 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldopneeminrichting volgens de lijn IV-IV in Figuur 1, 800 0 9 99 PHN 9683 3 * *

Figuur 5 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeld-opneeminrichting volgens de lijn V-V in Figuur 2, terwijl

Figuur 6 een kwalitatief beeld geeft van de stralingsgevoeligheid van een inrichting volgens de uitvinding in vergelijking metdie 5 van het menselijk oog en de 3 3 3 b b b

Figuren 7,8,9 respectievelijk de Figuren 7,8,9 en ÏO*3 de halfgeleiderinrichting van Figuur 3 respectievelijk Figuur 4 tonen tijdens verschillende stadia van hun vervaardiging.

De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend waar- 10. bij ter wille van de duidelijkheid in de dwarsdoorsneden in het bijzonder de afmetingen in de dikterichting sterk zijn overdreven. Halfgelei-derzones van hetzelfde geleidingstype zijn in het algemeen in dezelfde richting gearceerd; in de verschillende uitvoeringen zijn overeenkomstige delen in de regel met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid, 15 Figuur 1 toont het principeschema van een ladinggekoppelde beeldopneeminrichting 1 van het zogenaamde frame-field-transfer type.

Een dergelijke beeldopneeminrichting bevat een stralingsgevoelig opneem-gedeelte 2 waarin, gedurende een zekere belichtinsperiode, een met het stralingsbeeld overeenkomend patroon van elektrische ladingdragers wordt 20 gevormd. Na de belichtingsperiode wordt het patroon van elektrische ladingdragers tijdelijk opgeslagen in het geheugendeel 3 van waaruit het patroon sequentieel wordt uitgelezen met behulp van het schuifregister 4. Voor dit uitlezen kan gebruik gemaakt worden van op zichzelf bekende technieken.

25 De beeldopneeminrichting (Figuren 2-5) bevat een halfgelei- derlichaam 5 dat bijvoorbeeld is opgebouwd uit een siliciumsubstraat 6 van het n-type met een soortelijke weerstand van circa 10 ohmcentimeter, (circa 5.10"^ donoratomen/cm^) en een daarop aangebracht p-type gebied 7 met een dotering van circa 3.10 acceptoratomen/cm . Het p-type gebied 30 7 kan bijvoorbeeld door middel van epitaxiale aangroeiing of door middel van implantatie, gevolgd door diffusie zijn aangebracht. Aan het hoofdoppervlak 8 van het halfgeleiderlichaam 5 zijn een aantal van elkaar gescheiden, onderling praktisch evenwijdige ladingstransportkanalen (in Figuur 1 met het verwijzingscijfer 9 is aangegeven) gedefinieerd, waarin 35 ladingtransport kan plaatsvinden, in de Figuren 1 en 2 schematisch weergegeven met behulp van pijlen 10. In het onderhavige geval wordt de la-dingtransportinrichting of ccd gevormd door een ccd met bulk-transport (pccd of bccd). De ladingtransportkanalen worden hierbij gevormd door 8000999 PHN 9683 6 n-type gebieden 11 die onderling gescheiden zijn door p-type kanaalbe- grenzingsgebieden 12 en daaronder gelegen n-type gebieden 23 . De n-type gebieden 11,25 bezitten in dit voorbeeld een gemiddelde verontreinigings- concentratie van circa 10"^ atomen/cm^ en zijn ongeveer 1 micrometer diep, 5 terwijl hun breedte circa 10 micrometer bedraagt. De p-type gebieden 12 18 bezitten aan het oppervlak 8 een concentratie van circa 10 acceptor-atomen/cm^ terwijl de breedte van deze gebieden aan het oppervlak circa 5 micrometer bedraagt en zij tot op een diepte van ongeveer 0,5 micrometer in het halfgeleiderlichaam 5 doordringen.

10 Het hoofdoppervlak 8 is bedekt met een laag 13 van isolerend materiaal, bijvoorbeeld siliciumoxyde. Op deze isolerende laag 13 is een eerste stel elektroden aangebracht met behulp waarvan potentiaalkuilen in het halfgeleidermateriaal kunnen worden opgewekt ten behoeve van la-dingopslag en ladingtransport.

15 Dit eerste stel elektroden 15,16 is onderling geïsoleerd en strekt zich uit in een richting dwars op de richting van de ladingtrans-portkanalen.

Als materiaal voor de elektroden kan bijvoorbeeld polykris-tallijn silicium worden gekozen. Omdat polykristallijn silicium voor kort-20 golvig (blauw) licht relatief slecht doorlaatbaar is, is het elektrodenstelsel voorzien van vensters 14, die in dit voorbeeld een rechthoekige vorm bezitten. Via deze vensters 14 kan blauw licht in het halfgeleiderlichaam 5 doordringen en daar ladingdragers genereren.

Volgens de uitvinding bevat het elektrodenstelsel daartoe een 25 tweede stel elektroden 18. De elektroden 18 horen elk bij één ladingtrans-portkanaal 9, 11 en strekken zich boven deze kanalen 9,11 uit in een richting evenwijdig aan de ladingtransportrichting, aangegeven met de pijlen 10 in de Figuren 1 en 2. De elektroden 18 liggen dwars op de elektroden 15,16 en begrenzen aldus de stralingdoorlptende vensters 14 in de langs-30 richting van de kanalen 11, terwijl de elektroden 15, 16 de vensters 14 in de dwarsrichting van de kanalen 11 begrenzen. De elektroden 18 bedekken de ladingtransportkanalen 11 geheel, zodat, wanneer lading wordt getransporteerd onder deze elektroden, geen verlies in transportefficïentie optreedt. Boven de kanalen 11 vormen de elektroden 18 in dit voorbeeld samen 35 met de elektroden 15 en 16 een elektrodenstelsel voor een driefasen-klok-systeem.

In de hier getoonde inrichting zijn de elektroden 18 op plaatsen buiten de vensters 14 onderling verbonden door middel van ver- 80 0 0 9 99 φ φ ΡΗΝ 9683 7 bindingselementen 19, die bij voorkeur dwars op de elektrode 18 zijn aangebracht. Het totale systeem 17 van elektroden 18 krijgt daardoor een kortere responsietijd, terwijl bovendien de aansluiting van het elektrodensysteem 17 naast de aansluiting voor de elektroden 15 kan worden aan-5 gebracht, hetgeen ontwerptechnisch voordelig is.

In het onderhavige voorbeeld zijn de randen van de vensters die evenwijdig aan de transportrichting lopen langer dan die in de richting dwars daarop. De laatste afmeting wordt mede bepaald door de vereiste resolutie en het toelaatbare oppervlak van de beeldopneemin-10 richting. Afhankelijk van de grootte van de te transporteren ladingpak-ketten kan nu bij een gegeven afmeting in deze richting een zodanig gunstig oppervlak van het venster worden gekozen dat de blauwgevoeligheid van de inrichting optimaal is.

Opgemerkt wordt dat de hier getoonde beeldopneeminrichting 15 tussen de kanalen 9, 11 niet de gebruikelijke anti-blooming bussen bevat. Blooming kan worden voorkomen door exces-ladingdragers door middel van recombinatie via oppervlaktetoestanden af te voeren, zoals beschreven in de tegelijk ingediende Nederlandse Octrooiaanvrage Nr. PHN 9684, waarvan de inhoud bij referentie in deze aanvrage is opgenomen.

20 Na de integratieperiode wordt het met bestralings- of belich- tingspatroon overeenkomend patroon van ladingpakketten, zoals reeds opgemerkt, overgeheveld naar het geheugendeel 3. Dit geheugendeel 3 hoeft geen straling op te vangen en dus ook niet van vensters te zijn voorzien, zodat het in zijn geheel op een veel kleiner oppervlak kan worden gerea-25 liseerd dan het opneemgedeelte 2. Uit het geheugendeel 3 wordt het patroon met behulp van het schuifregister 4 (Fig. 1) sequentieel uitgelezen.

In het stralingsgevoelige opneemgedeelte 2 worden bij het bedrijven van de ladinggekoppelde beeldopneeminrichting tijdens de inte-30 gratieperiode ladingdragers gegenereerd. In de dwarsdoorsnede van Figuur 4 is de invallende straling aangegeven door middel van pijlen 20.

Blauw licht, dat ongehinderd via de vensters 14 het siliciumoppervlak 8 kan bereiken, genereert voornamelijk ladingdragers tot op eendiepte van circa 0,1 micrometer. Deze ladingdragers worden in de in 35 Figuur 4 getoonde inrichting vrijwel uitsluitend gegenereerd in het p-type gebied 12. De ten gevolge van deze straling gegenereerde gaten blijven achter in het p-type gebied 12, terwijl de gegenereerde elektronen zich verdelen over de naastliggende ladingtransportkanalen, in de 80 0 0 9 99 PHN 9683 8 inrichting volgens Figuur 4 gedefinieerd door de n-type gebieden 11, bijvoorbeeld doordat op de elektrode 18 of op de elektroden 15, 16 een zodanige spanning is aangebracht dat in de ladingtransportkanalen onder de elektroden 15, 16 of 18 potentiaalkuilen voor elektronen ontstaan.

5 Groen licht bereikt het oppervlak ook buiten de vensters 14 en genereert hoofdzakelijk ladingdragers tot op een diepte van circa 1 micrometer. De in de ladingtransportkanalen gegenereerde ladingdragers bewegen zich naar de dichtstbijzijnde potentiaalkuilen in de betreffende kanalen. Voor ladingdragers gegenereerd in of onder de kanaalbegrenzings-10 gebieden geldt, dat de elektronen zich naar de potentiaalkuilen in de naastgelegen kanaalgebieden 11 begeven, terwijl de gaten via de kanaal-begrenzingsgebieden 12 of via de p-laag 7 worden afgevoerd.

Bij nog hogere golflengten van het invallende licht gaat de lichtgevoeligheid, van silicium, gemeten als de hoeveelheid gegenereerde 15 ladingdragers, sterk afwijken van de lichtgevoeligheid van het menselijk oog. Dit is weergegeven in Figuur 6 waar de lichtgevoeligheid Y van silicium is weergegeven als de functie van de golflengte X van het invallende licht door middel van de kromme 21. Ter vergelijking toont kromme 22 in Figuur 6 de lichtgevoeligheid van het menselijk oog. Uit de figuur 20 blijkt dat met name de roodgevoeligheid van silicium veel groter is dan die van het menselijk oog.

In het getoonde voorbeeld van de ladinggekoppelde beeldop-neeminrichting 1 ligt de pn-overgang 23 tussen het substraat 6 en de p-type laag 7 op circa 3,5micrometer van het hoofdoppervlak 8. Rood licht 25 genereert in silicium hoofdzakelijk ladingdragers tot op een diepte van circa 10 micrometer. Wanneer geen bijzondere maatregelen worden getroffen verplaatsen deze zich ten gevolge van diffusie door het halfgelei-derlichaam; de in het halfgeleiderlichaam gegenereerde elektronen kunnen op deze wijze ingevangen worden in potentiaalminima die op een afstand 30 van enkele tientallen micrometers van de plaats van het invallende licht door het elektrodenstelsel worden gecreëerd en zodoende een ongewenste signaalbijdrage leveren aan verder weg gelegen ladingtransportkanalen. Door het aanbrengen van de pn-overgang 23 op een diepte van circa 3,5 micrometer worden elektronen die op een diepte van bijvoorbeeld 3 micro-35 meter of meer worden gegenereerd in hoofdzaak ingevangen in het substraat 6 zodat de bijdrage van het rode licht en met name langgolviger straling aan de gevoeligheidskromme van de ladinggekoppelde beeldopneeminrichting verminderd wordt en de totale gevoeligheidskromme van de inrichting meer 800 0 9 99 PHN 9683 9 die van het menselijk oog benadert. Tegelijkertijd wordt met deze maatregel bereikt dat elektronen die door invallend rood licht worden gegenereerd niet of nauwelijks bijdragen aan signalen van andere dan de naastgelegen ladingtransportkanalen. Hierdoor worden zogenaamde uitsmeeref-5 fecten voorkomen.

De halfgeleiderinrichting zoals weergegeven in de Figuren 3 en 4 kan op de volgende wijze worden vervaardigd (Figuren 7 tot en met 10).

Uitgegaan wordt van een n-type siliciumsubstraat 6 met een 10 dikte van circa 400 micrometer en een soortelijke weerstand van ongeveer 10 ohmcentimeter, hetgeen overeenkomt met een verontreinigingscon-centratie van circa 5.10^ donoratomen/cnf*, waarop vervolgens door middel van implantatie en uitdiffunderen een laag 7 van het p-type wordt aangebracht met een dikte van circa 4,5 micrometer en een verontreini-15 gingsconcentratie van circa 3.10^ acceptoratomen/cm^, hetgeen overeenkomt met een weerstand van ongeveer 5 ohmcentimeter (Figuren 7a, 7^). Daarna wordt het n-type gebied^v^met een dikte van circa 1 micrometer aangebracht, eveneens door middel van implantatie en uitdiffunderen zodanig dat de uiteindelijke gemiddelde concentratie van donoratomen in 20 dit gebied circa ÏO"*^ atomen/cm^ bedraagt. Ook worden bijvoorbeeld door implantatie, gebieden 12 , aangebracht tot op een diepte van circa 0,5 micrometer. Deze gebieden bezitten een gemiddelde verontreini- 17 3 gingsconcentratie van circa 3.10 atomen/cm . Hiermee is de inrichting 3 b volgens de Figuren 8 , 8 verkregen. De kanaalbegrenzingsgebieden 12 25 worden praktisch geheel door deze gebieden 12a gedefinieerd.

Vervolgens wordt het hoofdoppervlak 8, bijvoorbeeld door thermische oxydatie voorzien van een laag oxyde met een dikte van circa 0,1 micrometer. Hierop wordt een laag polykristallijn silicium aangebracht met een dikte van ongeveer 0,6 micrometer. Teneinde deze laag goed ge-30 leidend te maken wordt deze tijdens of na de depositie verontreinigd met bijvoorbeeld donoratomen. Uit deze laag polykristallijn silicium worden met behulp van bekende etstechnieken de elektroden 15 van het elektrodenstelsel gevormd. Vervolgens wordt het niet door polykristallijn silicium bedekte oxyde verwijderd met behulp van bekende etstechnieken 35 en wordt opnieuw een laag oxyde aangebracht, waarna een tweede laag polykristallijn silicium wordt aangebracht. Uit deze tweede laag worden de elektroden 16 van het elektrodenstelsel gevormd. Vervolgens wordt weer het niet door polykristallijn silicium bedekte oxyde verwijderd en 80 0 0 9 99 PHN 9683 10 \ daarna opnieuw een laagje oxyde aangebracht. Hiermee is de isolerende laag 13 compleet. Om de inrichting te voltooien wordt het gehele oppervlak nu bedekt met een laag van geleidend materiaal zoals bijvoorbeeld gedoteerd polykristallijn silicium met een dikte van circa 0,4 micrometer. 5 Uit deze geleidende laag worden, met behulp van bekende etstechnieken, de elektroden 18 en de dwarsverbindingen 19 van het elektrodensysteem 17 3 b gevormd (Figuren 9 ,9 ). Hiermee is in principe de inrichting volgens de Figuren 3 en 4 voltooid.

Om te voorkomen dat door mogelijke uitrichtfouten tijdens de g 10 vervaardiging de randen van de gebieden 12 niet geheel samenvallen met de randen van de vensters 14, wordt, om te bereiken dat de vensters 14 geheel boven p-type kanaalbegrenzingsgebieden 12 liggen bij voorkeur nog een extra implantatiestap uitgevoerd door het venster 14 heen met de elektroden 15,16 van polykristallijn silicium en de elektroden 18 als masker. 15 De implantatie, in Figuur 10 schematisch aangegeven door middel van de pijlen 24 vindt plaats met eenenergie van bijvoorbeeld 80 keV en een ge- 13 2 middelde dichtheid van circa 10 ionen/cm . Ten gevolge van deze implantatie ontstaan in het genoemde geval randgebieden 12b, die samen met de gebieden 12 ter plaatse van de vensters 14 aansluitende p-type kanaal-20 begrenzingsgebieden 12 vormen, waar de vensters 14 geheel boven liggen.

Vanzelfsprekend is de uitvinding niet tot het bovenstaande voorbeeld beperkt, maar zijn er voor de vakman binnen het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk. Zo hoeven de verbindingselementen niet loodrecht op de elektrodestroken 18 te zijn aangebracht maar kunnen zij 25 deze onder een zekere hoek kruisen. Ook kunnen in plaats van twee elementen 15,16 drie elementen in een richting dwars op de transportrichting en de elektrodestroken dwars op deze elementen worden aangebracht, zodat een inrichting voor een 4-fasen-kloksysteem ontstaat. Daarnaast kunnen andere soorten transportrichtingen worden toegepast zoals bijvoorbeeld 30 emmertjes-registers en oppervlakte-ccd's. Ook in de werkwijze zijn diverse variaties mogelijk.

35 80 0 0 9 98

Claims (8)

1. Ladinggekoppelde beeldopneeminrichting voor het opvangen van een stralingsbeeld en het omzetten daarvan in een elektrisch signaal, bevattende een halfgeleiderlichaam waarin aan een hoofdoppervlak een aantal 5 van elkaar gescheiden, onderling praktisch evenwijdige ladingtransport-kanalen zijn gedefinieerd, waarbij het halfgeleiderlichaam aan hetzelfde hoofdoppervlak voorzien is van een isolerende laag waarop ten behoeve van het ladingtransport een elektrodenstelsel is aangebracht dat voor het opvangen van het stralingsbeeld voorzien is van vensters, via welke in het 10 bijzonder kortgolvig licht in het halfgeleiderlichaam kan doordringen en daarin ladingdragers genereren, welk elektrodenstelsel een eerste groep elektroden bevat die zich uitstrekken in een richting dwars op de ladingtransportrichting met het kenmerk dat het elektrodenstelsel bovendien een tweede groep elektroden bevat die elk in hoofdzaak bij slechts 15 éên ladingtransportkanaal horen, die zich boven dit ladingtransportkanaal uitstrekken in een richting in hoofdzaak evenwijdig aan de ladingtransportrichting en dwars op de elektroden van de eerste groep,op een afstand van elkaar liggen en samen met de elektroden van de eerste groep de stra-lingsdoorlaatbare vensters vrijlaten.

2. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het elektrodenstelsel op plaatsen buiten de vensters verbindingselementen bevat die elektroden van de tweede groep met elkaar verbinden.

3. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de verbindingselementen in hoofdzaak dwars op de elektroden van de 25 tweede groep liggen.

4. Beeldopneeminrichting volgens één der conclusies 1 tot en met 3 met het kenmerk dat de delen van de elektroden van de tweede groep die de vensters begrenzen een grotere lengte dan breedte bezitten.

5. Beeldopneeminrichting volgens één der voorgaande conclusies 30 met het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam een siliciumsubstraat van een eerste geleidingstype bevat dat aan het oppervlak voorzien is van een halfgeleidergebied van een tweede tegengesteld geleidingstype, waarin de kanaalgebieden zijn aangebracht en dat met het substraat een pn-overgang vormt, welke pn-overgang op een afstand tussen 2 micrometer en 35 5 micrometer van het hoofdoppervlak ligt.

6. Beeldopneeminrichting volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam voorzien is van kanaalbe-grenzingsgebieden die zich ten minste ter plaatse van de vensters bevin- 8000999 PHN 9683 12 den.

7. Beeldopneeminrichting volgens éên der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het elektrodenstelsel een elektrodenstruktuur voor drie-fasen-transport bevat.

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een beeldopneeminrichting volgens conclusie 6 of 7 waarbij het halfgeleiderlichaam aan een hoofdoppervlak wordt voorzien van door kanaalbegrenzingsgebieden onderling gescheiden ladingtransportkanalen en het elektrodenstelsel op een het hoofdoppervlak bedekkende isolerende laag wordt aangebracht, met het ken-10 merk dat de kanaalbegrenzingsgebieden althans ten dele door middel van ionenimplantatie met het elektrodenstelsel als masker worden gevormd. 15 20 25 30 35 80 0 0 9 99