NL8300366A - Beeldopneeminrichting. - Google Patents

Beeldopneeminrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL8300366A
NL8300366A NL8300366A NL8300366A NL8300366A NL 8300366 A NL8300366 A NL 8300366A NL 8300366 A NL8300366 A NL 8300366A NL 8300366 A NL8300366 A NL 8300366A NL 8300366 A NL8300366 A NL 8300366A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
electrodes
group
radiation
charge transport
electrode
Prior art date
Application number
NL8300366A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8300366A priority Critical patent/NL8300366A/nl
Priority to DE19843402017 priority patent/DE3402017A1/de
Priority to CA000446076A priority patent/CA1214248A/en
Priority to GB08402262A priority patent/GB2134710B/en
Priority to IT19353/84A priority patent/IT1173508B/it
Priority to SE8400404A priority patent/SE460001B/sv
Priority to AU23848/84A priority patent/AU564837B2/en
Priority to AT292/84A priority patent/AT393181B/de
Priority to ES529277A priority patent/ES8500509A1/es
Priority to JP59014974A priority patent/JP2628622B2/ja
Priority to IE208/84A priority patent/IE55293B1/en
Priority to BE0/212303A priority patent/BE898789A/fr
Priority to FR8401555A priority patent/FR2540291B1/fr
Publication of NL8300366A publication Critical patent/NL8300366A/nl
Priority to HK63/87A priority patent/HK6387A/xx
Priority to US07/048,474 priority patent/US4757365A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Description

* *«?.- φ HJN 10574 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven
Beeldopneeminr ichting.
De uitvinding heeft betrekking op een beeMcpneeminrichting voor het opvangen van een stralingsbeeld en het cmzetten daarvan in een elektrisch signaal/ bevattende tenminste een half geleider lichaam waarin aan een hoofdoppervlak een aantal van elkaar gescheiden, onderling 5 praktisch evenwijdige ladingtransportkanalen zijn gedefinieerd, waarbij het halfgeleiderlichaam aan hetzelfde boofdlcppervlak voorzien is van een isolerende laag waarop ten behoeve van het ladingstransport een elektrodenstelsel is aangetracht dat zich boven de ladingtransportkanalen uitstrekt en voor het opvangen van het stralingsteeld voorzien is van 10 vensters waarbij straling via de vensters in het bijzonder kortgolvig licht, in het halfgeleiderlichaam kan doordringen en daarin ladingdragers genereren, welk elektrodenstels^. een eerste groep elektroden bevat die zich uitstrekken in een richting dwars op de ladingtransportkanalen.
In een dergelijke inrichting, die bekend is uit de op 16 15 september 1981 ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage No. 8000999, wordt in het stralingsgevoelige deel een net het bestralings- of belichtingspatroon overeenkomend patroon van ladingpakketten gegenereerd, dat na afloop van de integratieperiode kan warden over geheveld naar een opslagregister (frame/field-transfer). De in het opslagregister opge-20 slagen lading wordt daarna lijn voor lijn in een schuif register geschoven, waaruit het ter verdere verwerking kan worden uitgelezen.
Met behulp van hetelektrodenstelsel kunnen in het onderliggende halfgeleiderlichaam verarmingsgebieden worden geïnduceerd waarin of in de nabijheid waarvan, door absorptie van straling ladingdragers kunnen 25 warden gegenereerd. Deze ladingdragers kunnen dan in de verarmingsgebieden onder het elektrodenstelsel warden opgeslagen in de vorm van de eerder genoemde ladingpakketten.
Het uitvoeringsvoorbeeld van de genoemde Nederlandse octrooiaanvrage toont een beeldopneeminr ichting, die in het stralingsgevoelige 30 deel voorzien is van vensters die dwars op de transpcrtrichting warden begrensd door de eerste groep elektroden en in de transpartrichting door delen van een elektrode die zich in hoofdzaak boven de transpart-kanalen uitstrekken. Op deze wijze is een beeldopnesminrichting verkregen 8300366 i % PHN 10574 2 met een elektrodensysteem dat geschikt is on met behulp van een drie-fasen-kloksysteem de in het stralingsgevoelige deel genereerde lading-pakketten in een opslagregister te schuiven. Hierbij kunnen om een kortere responsietijd en hoge transportsnelheid te verkrijgen de 5 elektrodeelementen evenwijdig aan de transportrichting desgewenst door middel van dwarsverbindingen met elkaar verbonden zijn. Een dergelijke structuur van de elektroden geeft de beeldopneerainrichting met name een zeer goede blauwgevoeligheid.
Voor verdere bewerking wordt de opgeslagen lading, die overeen-10 komt met een opgenomen beeld doorgaans omgezet in een signaal voor een televisieontvanger. Hierbij is het gebruikelijk afwisselend de even en oneven lijnen van het beeldscherm te activeren. Ten behoeve van dit zogenaamde interliniëren is het dan ook gewenst dat binnen één beeld-periode (1/30 - 1/25 seconde) twee maal een overdracht plaats vindt van 15 het stralingsgevoelige gedeelte naar een opslagregister, waarbij de ladingsopslag afwisselend in verschillende delen van het stralingsgevoelige deel plaats vindt. Hiertoe worden in de betreffende beeld-opneeminrichting de ladingpakketten binnen één beeldperiode afwisselend op verschillende plaatsen verzameld, namelijk afwisselend onder de beide 20 elektroden van de eerste groep en onder de elektrodedelen die de vensters in de transportrichting begrenzen.
Bij deze manier van interliniëren doen zich echter problemen voor. Een probleem bestaat hierin dat in de betreffende beeldop-neeminrichting ten behoeve van een grote stralingsgevoeligheid de tussen 25 de vensters gelegen delen van de elektroden evenwijdig aan de transportrichting een grotere lente dan breedte bezitten. De breedte van deze elektrodedelen zal in het algemeen in verband met minimalisering van het te gebruiken oppervlak de minimale spoorbreedt van de gebruikte geleider-sporen zijn. Om een goede stralingsgevoeligheid te verkrijgen, wordt de 30 lengte van deze delen enkele maten groter gekozen, in een typisch uit-voeringsvoorbeeld bijvoorbeeld 14 micrometer bij een (minimale) spoorbreedte van 3,6 micrometer. Wanneer onder deze elektrode lading wordt verzameld heeft het bijbehorende verarmingsgebied derhalve een oppervlak van circa 50 vierkante micrometer. Tegelijkertijd zijn de integratie-35 gebieden goed gedefinieerd doordat de onderlinge afstand van de elektroden niet al te groot is (circa 5 micrometer)zodat tus©n de transportka-nalen gegenereerde elektronen zich over deze naastliggende transportka-nalen verdelen.
8300366 η ΡΗΝ 10574 3 * *.
In de in de genoemde Nederlandse octrooiaanvrage getoonde inrichting waarin de kanaals topgebieden onder de elektroden van de eerste groep doorlopen en bovendien het transportkanaal direct begrenzen wordt tijdens de tweede integratieperiode binnen eenzelfde beeld-5 periode lading verzameld onder de dwars qp het ladings transportkanaal gelegen elektroden die elkaar gedeeltelijk overlappen. Bij eenzelfde (minimale) spoorbreedte zou hier het verarmingsgebied ten hoogste een oppervlak van circa 12 vierkante miereneter beslaan. Bovendien grenst het aldus gecreëerde verarmingsgebied slechts bij de hoeken aan de om-10 ringende stralingdoorlatende vensters. Dit betekent dat de ladingdragers, met name wanneer zij in het centrum van een dergelijk venster gegenereerd worden, een extra lange weg moeten afleggen naar het verarmingsgebied, vergeleken met de situatie in de hierboven geschetste eerste integratieperiode. Dit effect wordt nog versterkt door het reeds 15 genoemde feit dat de vensters gezien in de transportrichting een grotere afmeting bezitten dan in de richting dwars daarop.
Om dit effect te ondervangen zou men de gegenereerde signalen verschillend kunnen versterken, maar dit geeft aanleiding tot extra besturingselectronica.
20 Ook een vergroting van het verarmingsgebied onder de eerste elektroden door onder deze elektroden smallere kanaalstopgebieden te kiezen heeft slechts ten dele effect. Het blijkt namelijk dat met name door de lange afstand van het elektrodedeel evenwijdig aan de transportrichting de effectieve gevoeligheid van naast elkaar gelegen integra-25 tiegebieden ten gevolge van procesvariaties en afwijkingen in de geometrie van de elektroden aanzienlijk kan variëren doordat ten gevolge van genoemde variaties de barrière onder deze eléktrodedelen slecht gedefinieerd is. Dit zou mogelijk nog langs electronische weg kunnen worden verbeterd door bij de signaalverwerking het gemiddelde van twee beeld-30 signalen te gebruiken.
De uitvinding stelt zich ten doel een ladinggekoppelde beeld-opneeminrichting te verschaffen waarbij deze bezwaren grotendeels zijn opgeheven doordat de inrichting minder gevoelig is voor procesvariaties en maskerafwijkingen.
35 Tevens stelt zij zich ten doel een dergelijke inrichting te verschaffen waarbij de ladingpakketten ten behoeve van even en oneven beeldlijnen op praktisch identieke wijze verzameld.
De uitvinding berust op het inzicht dat dit bereikt kan worden 8300366
ψ V
» ΕΗΝ 10574 4 door toepassing van een elektrodenstruktuur waarbij in het stralingsgevoelig deel van de inrichting boven de transportkanalen wel êên doorlopende elektrodenstruktuur wordt gerealiseerd zodat geen verlies aan transportefficiency optreedt, maar dat dit kan worden bereikt met behulp 5 van een tweede en een derde groep elektroden die geheel of gedeeltelijk de randen van de vensters definiëren en dwars op de transportrichting zijn aangebracht.
Een ladinggekoppelde beeldopneeminrichting volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk dat de stralingdoorlatende vensters, 10 loodrecht op het oppervlak gezien, althans ten dele begrensd worden door een van de eerste groep elektroden elektrische geïsoleerde tweede groep elektroden uit een tweede laag van geleidend materiaal en een van de eerste en tweede groep elektroden elektrisch geïsoleerde derde groep elektroden uit een derde laag van geleidend materiaal waarbij de tweede 15 en derde groep elektroden zich in hoofdzaak uitstrekken in een richting dwars op de ladingtransportkanalen en althans ter plaatse van de lading-transportkanalen de elektroden van de derde groep elektroden de elektroden van de tweede groep elektroden gedeeltelijk overlappen.
Hierdoor kan een grote maatvastheid in de vensters worden 20 bereikt. Zij worden nu namelijk in de transportrichting begrensd door in één processtap aangebrachte elektroden van de eerste groep elektroden en in de dwarsrichting door delen van de tweede of de derde groep elektroden, waarbij de elektroden van de tweede en derde groep bovendien qua vorm aan elkaar gelijk kunnen zijn. Mogelijke relatieve verschuivingen van de 25 tweede en derde groep elektroden zijn nu over de gehele halfgeleiderinrichting praktisch gelijk en beïnvloeden de grootte van de vensters niet.
De delen van de elektrode boven de transportkanalen, zoals die in de beeldopneeminrichting in de Nederlandse octrooiaanvrage No. 8000999 zijn beschreven, zijn nu als het ware opgesplitst in twee groepen. Dit 30 verschaft de mogelijkheid afwisselend onder elektrodedelen van één van beide groepen lading te verzamelen, waarbij deze elektrodedelen direct naast de stralingdoorlatende vensters zijn gelegen. Met behulp van een vierfasen-kloksysteem kan dan ten behoeve van het interliniëren binnen één beeldperiode tweemaal op identieke wijze, lading worden verzameld van 35 vrijwel naast elkaar gelegen goed gedefinieerde delen van het stralingsgevoelige gedeelte van de inrichting.
Ten koste van enige ruimte kan de onderlinge variatie van de grootte van in verschillende halfgeleiderlichamen gedefinieerde vensters nog verder verminderd worden door de vensters geheel door de elektroden 8300365 % PM 10574 5 van de tweede en derde groep te laten begrenzen. Hierdoor worden mogelijke variaties in blauwgevoeligheid ten gevolge van uitrichttoleranties bij het vervaardigen van de eerste groep elektroden voorkanen.
Een voorkeursuitvoering van een beeldopneeminrichting volgens 5 de uitvinding heeft het kenmerk dat de elektroden van de eerste groep afwisselend met een elektrode van de tweede en de derde groep zodanig zijn gekoppeld dat de koppeling, althans in de bedrigfstoestand een potentiaalverschil introduceert tussen de elektroden van de eerste groep en respectievelijk de elektroden van de tweede en de derde groep.
10 Een dergelijke inrichting is bijzonder geschikt voor lading- transport van de gegenereerde lading door middel van een tweefasen-kloksysteem. «
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van enige uitvceringsvoorbeelden en de tekening, waarin, 15 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.
Figuur 3 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldop-20 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 2r
Figuur 5 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldopneeminrichting volgens de lijn V-V in Figuur 2, 25 Figuur 6 schematisch een bovenaanzicht toont van een gedeelte uit het stralingsgevoelige deel van een andere beeldopneeminrichting volgens de uitvinding, terwijl
Figuur 7 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldopneeminrichting volgens de lijn VII-VII in Figuur 6 en 30 Figuur 8 schematisch een dwarsdoorsnede toont van de beeldop neeminrichting volgens de lijn VIII-VIII in Figuur 6.
De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend waarbij ter wille van de duidelijkheid in de dwarsdoorsneden in het bijzonder de afmetingen in de dikterichting sterk zijn overdreven. Halfgeleiderzones 35 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.
Figuur 1 toont het principeschema van een ladinggakoppelde 8300366 ΡΗΝ 10574 6 » ί beeldopneeminrichting 1 van het zogenaamde frame-field-transfer type. Een dergelijke beeldopneeminrichting bevat een stralingsgevoelig opneemgedeel-te 2 waarin, gedurende een zekere belichtingsperiode, een met het stra-lingsbeeld overeenkomend patroon van elektrische ladingdragers wordt ge-5 vormd. 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. Desgewenst kunnen de verkregen signalen vóór de verdere be-10 werking nog versterkt worden met behulp van de schematisch aangegeven versterker 22.
De beeldopneeminrichting (Figuren 2-5) bevat een halfgeleider- lichaam 5 dat bijvoorbeeld is opgebouwd uit een siliciumsubstraat 6 van het n-type met een soortelijke weerstand van circa 10 ohmcentimeter 14 3 15 (circa 5.10 donoratomen / cm ) en een daarop aangebrachte p-type ge- 15 3 bied 7 met een dotering van circa 3.10 acceptoratomen / cm . Het p-type gebied 7 kan bijvoorbeeld door middel van epitaxiale aangroeiing zijn aangebracht. Aan het hoofdoppervlak 8 van het halfgeleiderlichaam 5 zijn een aantal van elkaar gescheiden, onderling praktische evenwijdige la-20 dingstransportkanalen (in Figuur 1 met het verwijzingscijfer 9 aangegeven) gedefinieerd, waarin ladingtransport kan plaatsvinden, in Figuur 1 schematisch weergegeven met behulp van pijlen 10. In het onderhavige geval wordt de ladingtransportinrichting of ccd gevormd door een ccd met bulk-transport (pccd of bccd). De ladingtransportkanalen worden 25 hierbij gevormd door n-type gebieden 11 die onderling gescheiden zijn door p-type gebieden 12. De n-type gebieden bezitten in dit voorbeeld Ί c o een gemiddelde verontreinigingsconcentratie van circa 10 atomen/cm en zijn ongeveer 1 micrometer diep, terwijl hun breedte circa 3,5 micrometer bedraagt. De p-type gebieden 12 bezitten aan het oppervlak een 18 3 30 concentratie van circa 10 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.
Het hoofdoppervlak 8 is bedekt met een laag 13 van isolerend 35 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 ladingopslag en ladingtransport.
8300365
V
PHN 10574 7
Dit eerste stel elektroden 15, 16 is onderling geïsoleerd en strékt zich uit in een richting dwars op de richting van de ladingtrans-* portkanalen op onderling gelijke afstanden van circa 4 micrometer.
Als materiaal voor de elektroden kan bijvoorbeeld polykristal-5 lijn silicium gekozen worden. Cndat polykristallijn silicium voor kortgolvig (blauw) licht relatief slecht doorlaatbaar is, is het eléktroden-stelsel voorzien van vensters 14, via welke met name blauw licht in het halfgeleiderlichaam 5 kan doordringen en daar ladingdragers genereren.
Volgens de uitvinding bevat het elektrodenstelsel daartoe een 10 tweede stel elektroden 17 en een derde elektrodenstelsel 18 die in hoofdzaak dwars op de transportkanalen 11 zijn gelegen en waarvan uitstekende delen 19, 20 zich boven deze kanalen 11 uitstrekken in een richting evenwijdig aan de ladingtransportrichting. De elektroden 17, 18 en de elektroden 15, 16 begrenzen de stralingdoorlatende vensters 14 in de 15 dwarsrichting van de kanalen 11, terwijl de uitstekende delen 19, 20 van de elektroden 17, 18 de vensters 14 in de langsrichting van de kanalen 11 begrenzen. Boven het kanaal 11 overlapt de elektrode 18 gedeeltelijk uitstekende delen 19 van een elektrode 17, terwijl uitstékende delen 20 van de elektrode 18 een volgende, aan de andere zijde van de elektrode 20 18 gelegen elektrode 17 gedeeltelijk overlappen. Doordat de lading-transportkanalen 11 op deze wijze geheel door het elektrodenstelsel zijn bedekt treedt geen verlies in transportefficiëntie op, wanneer lading wordt getransporteerd onder deze elektroden. Boven de kanalen 11 vonten de elektroden 17 en 18 in dit voorbeeld samen met de elektroden 15 en 16 25 een eléktrodenstelsel voor een vierfasen-kloksysteem.
In deze configuratie kunnen door straling gegenereerde ladingdragers nu afwisselend op identieke wijze in naastgelegen gebieden worden t geïntegreerd. Hiertoe worden de betreffende ladingpakketten afwisselend verzameld onder de uitstekende delen 19 en 20 van respectëvelijk de 30 elektroden 17 and 18. Bij belichting van het stralingsgevoelige deel 2 van de beeldopneeminrichting worden ladingdragers gegenereerd. Mét name blauw lich genereert vrijwel uitsluitend ladingdragers tot op een diepte van circa 0,1 micrometer met name in het p-type gebied 12, dat door de vensters 14 wordt vrijgelaten. De tengevolge van deze straling gegenereerde 35 gaten blijven achter in het p-type gebied 12, terwijl de gegenereerde elektronen zich verdelen over de naastliggende ladingtransportkanalen 11 doordat op de elektrode 17 of op de elektrode 18 een zodanige spanning is aangebracht dat in de ladingtransportkanalen onder de elektroden 17 of 8300366 PHN 10574 8 18 potentiaalkuilen voor elektronen ontstaan.
Licht met een grotere golflengte bereikt het oppervlak 8 uok buiten de vensters 14 en genereert ladingsdragers tot op veel grotere diepte. Hiervoor geldt dat de elektronen zich naar de dichtstbijzijnde 5 potentiaalkuilen in de kanaalgebieden 11 begeven terwijl de gaten via de p-type gebieden 12 of het p-type substraat 7 worden afgevoerd.
Binnen één beeldperiode wordt nu bijvoorbeeld gedurende de eerste helft eerst een zodanig spanning op de elektroden 17 aangelegd dat onder de uitstekende delen 19 in de kanaalgebieden .11 potentiaalkuilen 10 worden gevormd, waarin op de hierboven geschetste wijze lading-pakketten (elektronen) worden verzameld. De uitstekende delen 19 hebben hierbij bijvoorbeeld een lengte van 5 micrometer en een breedte van 3,6 micrometer en een onderlinge afstand van 5 micrometer.
De ladingpakketten worden vervolgens met behulp van een ge-15 schikt gekozen klokspanningsverloop op de elektroden 15,16,17 en 19 naar het geheugendeel 3 getransporteerd voor verdere bewerking.
Gedurende de tweede helft van de periode worden eerst potentiaalkuilen gevormd onder de uitstekende delen 20 van de elektrode 18 die dezelfde afmetingen hebben als de delen 19. Hiermee wordt bereikt dat in 20 de beide helften van één periode op bijna identieke wijze lading wordt verzameld in twee rijen van beeldelementen. Na het verzamelen van de ladingspakketten worden deze naar het geheugendeel 3 getransporteerd. De hiervoor benodigde kloksignalen ten behoeve van de elektroden 15,16,17 en 18 kunnen zonodig gebruikt worden on de nog opgeslagen informatie uit de 25 eerste helft van de beeldopneemperiode over te hevelen naar een uitgangs-register 4 voor verdere verwerking.
Een nog gunstiger manier van interliniëren bestaat hierin dat steeds zowel onder de elektrodedelen 19 en 20 van de elektroden 17 en 18 lading wordt verzameld. Na de integratieperioden worden dan in de eerste 30 helft van een beeldperiode bijvoorbeeld de ladingpakketten verzameld onder elektrodedelen 19 gevoegd bij die verzameld onder elektrodedelen 20 en in de tweede helft de ladingspakketten verzameld onder elektrodedelen 20 gevoegd bij die verzameld onder delen 19. Het bij elkaar voegen geschiedt zodanig dat het lading-transport plaatsvindt in de richting van de pijlen 35 10·
Het 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 gerealiseerd dan het stralingsgevoelige _ 8300366 EHN 10574 9 f t deel 2.
De benodigde kloksignalen voor het ladingtransport in zowel het opnamegedeelte 2 als in het geheugendeel 3 kunnen,evenals de kloksignalen voor het schuif register 4, op algemeen bekende wijze, zoals bijvoorbeeld 5 met in Figuur 1 niet nader aangegeven schuifregisters, worden verkregen.
De inrichting kan op gebruikelijke wijze worden vervaardigd. Nadat qp het n-type substraat 6 een p-type epitaxiale laag 7 is aangegroeid worden hierin n-type kanalen 11 gevormd door middel van implanta-tie of diffusie. Op het oppervlak 8 wordt een dunne laag oxyde aange-10 bracht en hierop worden langs algemeen bekende weg de elektroden 15,16, gevormd, bij voorkeur uit polykristallijn silicium. Na een oxydatiestap om de elektroden 16,17 elektrisch te isoleren worden de elektroden 17,19 gevormd, eveneens uit polykristallijn silicium. Nadat deze eveneens weer door middel van een oxydatiestap elektrisch geïsoleerd zijn, worden de 15 elektroden 18,20 gevormd. Nadat qp deze wijze het elektrodenstelsel voltooid is, worden met behulp van een Implantaties tap de gebieden 12 aangebracht.
De inrichting van de Figuren 1 t/m 5 kan op eenvoudige wijze geschikt gemaakt worden voor een tweefasen-kloksysteem, namelijk door 20 tussen de elektroden 17 en 18 en de elektroden 19, 20 een potentiaalverschil aan te brengen zodat asymmetrische potentiaalkuilen ontstaan. Het potentiaalverschil, in figuur 2 schematisch aangegeven door de spanningsbron 21 kan bijvoorbeeld aangebracht worden met behulp van een spannings-deler, zoals beschreven in de Nederlandse tervisielegging No. 7.200.519 25 of door middel van een capacitieve koppeling zoals beschreven in de Nederlandse tervisielegging No. 7.114.859. Een bijkanend voordeel van deze configuratie is de lage onderlinge capaciteit tussen de beide klokfasen, aangezien deze elkaar over een zeer klein gedeelte overlappen.
In de inrichting van de Figuren 6 t/m 8 zijn de elektroden 30 17, 18 zodanig uitgevoerd dat zij de vensters 14 volledig definiëren. Hoewel dit ten koste van enige oppervlakte gaat, zijn nu alle vensters 14 vokomen identiek; dit kan eenvoudig worden bereikt door bij de vervaardiging van de ten opzichte van elkaar verschoven elektroden 17 en 18 hetzelfde masker te gebruiken. Doordat de elektroden 15,16 nu de vensters 14 niet 35 mede begrenzen hebben onderlinge toleranties tussen deze elektroden en de elektroden 17,18 geen invloed meer op de grootte van de vensters.
De ladingpakketten worden nu afwisselend, hoofdzakelijk onder de verbindende delen 19,20 verzameld of, bij de andere wijze van inter- 8300366
-r V
PHN 10574 10 liniëren, onder de delen 19 en 20 gelijktijdig. Voor het overige hebfcen de verwijzingscijfers dezelfde betekenis als in het vorige uitvcerings-voorbeeld.
Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven 5 getoonde voorbeelden maar zijn binnen het kader van de uitvinding voor de vakman diverse variaties mogelijk. Zo kunnen analoog aan de Figuren 6 t/m 8 elektroden 17, 18 als lange stroken met openingen worden gerealiseerd, zonder de vensters volledig te definiëren, bijvoorbeeld wanneer de afstand tussen de elektroden 1.5, 16 onderling kleiner is dan de afmetingen 10 van de openingen in de transportrichting. Daarnaast kunnen andere soorten transportinrichtingen worden gebruikt zoals bijvoorbeeld emmertjes-registers en oppervlakte-ccd1s.
15 20 25 30 35 8300366

Claims (9)

1. Beeldopneeminrichting voor het opvangen van een stralingsbeeld en het cmzetten daarvan in een elektrisch signaal, bevattende tenminste een halfgeleiderl ichaam waarin aan een hoofdoppervlak een aantal van elkaar gescheiden, onderling praktisch evenwijdige ladingstransportkanalen 5 zijn gedefinieerd, waarbij het halfgeleiderlichaam aan hetzelfde hoofdoppervlak voorzien is van een isolerende laag waarop ten behoeve van bet ladingstransport een elektrodenstelsel is aangebracht dat zich boven de ladingstransportkanalen uitstrekt en voor het opvangen van het stralingsbeeld voorzien is van vensters waarbij straling, en via de vensters 10 in het bijzonder kortgolvig licht in het halfgeleiderlichaam kan doordringen en daarin ladingsdragers genereren, welk elektrodenstelsel een eerste greep elektroden bevat die zich uitstrekken in een richting dwars op de ladingstransportkanalen met het kenmerk dat de stralingdoar-latende vensters, loodrecht op het oppervlak gezien althans ten dele be-15 grensd warden door een van de eerste groep elektroden elektrisch geïsoleerde tweede groep elektroden uit een tweede laag van geleidend materiaal en een van de eerste en tweede groep elektroden elektrisch geïsoleerde derde greep elektroden uit een derde laag van geleidend materiaal waarbij de tweede en derde groep elektroden zich in hoofdzaak uitstrekken in een 20 richting dwars op de ladingstransportkanalen en althans ter plaatse van de ladingstransportkanalen de elektroden van de derde groep elektroden de elektroden van de tweede groep elektroden gedeeltelijk overlappen.
2. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elektroden van de tweede en derde groep in bovenaanzicht kamvormig 25 zijn waarbij de tanden van de kam zich uitstrekken boven de ladingstransportkanalen .
3. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de stralingsgevoelige vensters gevonrd worden door openingen in de e-lektrcden van de tweede en de derde groep.
4. Beeldopneeminrichting volgens één der conclusies 2 of 3 net het kenmerk dat de elektroden van de tweede en de derde groep, althans in bovenaanzicht, praktisch identiek zijn.
5. Beeldopneeminrichting volgens één der voorgaarde conclusies met het kenmerk dat het elektrcdenstelsel een elektrcdenstructuur voor 35 vier-fasen-transport bevat.
6. Beeldopneeminrichting volgens één der conclusies 1 t/m 4 met het kenmerk dat de elektroden van de eerste groep afwisselend zodanig met een elektrode van de tweede en de derde groep elektrisch zijn gekoppeld 8300366 * 4 PHN 10574 12 »«· v 5* dat de koppeling althans in de fcedrijfstoestand een potentiaalverschil introduceert tussen de elektroden van de eerste groep en respectievelijk de elektroden van de tweede en de derde groep.
7. Beeldopneeminrichtlng volgens conclusie 6 net het kenmerk dat 5 het elektrodenstelsel een elektredenstructuur voor twee-fasen-transport bevat.
8. Beeldopneeminrichting volgens één der vorige conclusies met het kenrrerk dat de inrichting tevens is voorzien van een hesturingsschakeling en tenminste een schakeling voor het verder verwerken van het elektri- 10 sche signaal.
9. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 8 net het kenmerk dat de hesturingsschakeling en de schakeling voor het verder verwerken van het elektrische signaal althans ten dele in het halfgeleiderlichaam zijn gerealiseerd. 15 20 25 $ 30 35 8300366
NL8300366A 1983-02-01 1983-02-01 Beeldopneeminrichting. NL8300366A (nl)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8300366A NL8300366A (nl) 1983-02-01 1983-02-01 Beeldopneeminrichting.
DE19843402017 DE3402017A1 (de) 1983-02-01 1984-01-21 Bildaufnahmeanordnung
CA000446076A CA1214248A (en) 1983-02-01 1984-01-26 Image sensor device
GB08402262A GB2134710B (en) 1983-02-01 1984-01-27 Image sensor device
IT19353/84A IT1173508B (it) 1983-02-01 1984-01-27 Dispositivo sensore di immagini
SE8400404A SE460001B (sv) 1983-02-01 1984-01-27 Bildsensoranordning i ccd-utfoerande foer att uppsamla en straalningsbild och omvandla den till en elektrisk signal
AU23848/84A AU564837B2 (en) 1983-02-01 1984-01-27 Image sensor semiconductor device
AT292/84A AT393181B (de) 1983-02-01 1984-01-30 Bildaufnahmeanordnung
ES529277A ES8500509A1 (es) 1983-02-01 1984-01-30 Un dispositivo detector de imagen para recoger una imagen de radiacion y convertirla en una senal electrica
JP59014974A JP2628622B2 (ja) 1983-02-01 1984-01-30 電荷結合イメージセンサ装置
IE208/84A IE55293B1 (en) 1983-02-01 1984-01-30 Image sensor device
BE0/212303A BE898789A (fr) 1983-02-01 1984-01-30 Dispositif de prise de vues
FR8401555A FR2540291B1 (fr) 1983-02-01 1984-02-01 Dispositif de prises de vues a couplage de charges en semi-conducteur
HK63/87A HK6387A (en) 1983-02-01 1987-01-15 Image sensor device
US07/048,474 US4757365A (en) 1983-02-01 1987-05-06 CCD image sensor with substantially identical integration regions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8300366A NL8300366A (nl) 1983-02-01 1983-02-01 Beeldopneeminrichting.
NL8300366 1983-02-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8300366A true NL8300366A (nl) 1984-09-03

Family

ID=19841329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8300366A NL8300366A (nl) 1983-02-01 1983-02-01 Beeldopneeminrichting.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4757365A (nl)
JP (1) JP2628622B2 (nl)
AT (1) AT393181B (nl)
AU (1) AU564837B2 (nl)
BE (1) BE898789A (nl)
CA (1) CA1214248A (nl)
DE (1) DE3402017A1 (nl)
ES (1) ES8500509A1 (nl)
FR (1) FR2540291B1 (nl)
GB (1) GB2134710B (nl)
HK (1) HK6387A (nl)
IE (1) IE55293B1 (nl)
IT (1) IT1173508B (nl)
NL (1) NL8300366A (nl)
SE (1) SE460001B (nl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8401311A (nl) * 1984-04-24 1985-11-18 Philips Nv Ladingsgekoppelde halfgeleiderinrichting met dynamische besturing.
FR2636171B1 (fr) * 1988-08-10 1990-11-09 Philips Nv Dispositif capteur d'images du type a transfert de trame
NL9000776A (nl) * 1990-04-03 1991-11-01 Philips Nv Werkwijze ter vervaardiging van een ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting, alsmede beeldopneeminrichting verkregen door deze werkwijze.
CA2045363A1 (en) * 1990-10-01 1992-04-02 Selim S. Bencuya Ccd frame transfer device with simplified and improved well and electrode structure
US5338948A (en) * 1991-05-10 1994-08-16 Photometrics, Ltd. Charge-coupled device with open gate structure
US5317174A (en) * 1993-02-19 1994-05-31 Texas Instruments Incorporated Bulk charge modulated device photocell
EP0625800B1 (en) * 1993-05-21 2001-09-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Charge coupled imaging device
US5393971A (en) * 1993-06-14 1995-02-28 Ball Corporation Radiation detector and charge transport device for use in signal processing systems having a stepped potential gradient means
KR100271804B1 (ko) * 1998-06-24 2000-11-15 김영환 고체촬상소자 및 그 구동방법
US6238131B1 (en) 1999-05-27 2001-05-29 Deere & Company Draper belt connector assembly for a harvesting machine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1075811A (en) * 1970-10-29 1980-04-15 George E. Smith Charge coupled device
US3921195A (en) * 1970-10-29 1975-11-18 Bell Telephone Labor Inc Two and four phase charge coupled devices
AU461729B2 (en) * 1971-01-14 1975-06-05 Rca Corporation Charge coupled circuits
US4194213A (en) * 1974-12-25 1980-03-18 Sony Corporation Semiconductor image sensor having CCD shift register
US4141024A (en) * 1975-09-25 1979-02-20 Sony Corporation Solid state image sensing device
JPS5685981A (en) * 1979-12-15 1981-07-13 Sharp Corp Solid image pickup apparatus
NL187288C (nl) * 1980-02-19 1991-08-01 Philips Nv Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
JPS57958U (nl) * 1980-05-29 1982-01-06

Also Published As

Publication number Publication date
SE8400404D0 (sv) 1984-01-27
JPS59144170A (ja) 1984-08-18
IT1173508B (it) 1987-06-24
ES529277A0 (es) 1984-10-01
GB2134710A (en) 1984-08-15
IE840208L (en) 1984-08-01
IE55293B1 (en) 1990-08-01
DE3402017A1 (de) 1984-08-02
GB2134710B (en) 1986-07-02
HK6387A (en) 1987-01-23
AT393181B (de) 1991-08-26
FR2540291B1 (fr) 1986-12-12
ATA29284A (de) 1991-01-15
JP2628622B2 (ja) 1997-07-09
FR2540291A1 (fr) 1984-08-03
GB8402262D0 (en) 1984-02-29
US4757365A (en) 1988-07-12
CA1214248A (en) 1986-11-18
SE460001B (sv) 1989-08-28
AU564837B2 (en) 1987-08-27
SE8400404L (sv) 1984-08-02
AU2384884A (en) 1984-08-02
BE898789A (fr) 1984-07-30
IT8419353A0 (it) 1984-01-27
ES8500509A1 (es) 1984-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4694316A (en) Multilinear charge transfer array and analysis process
US4168444A (en) Imaging devices
US3883437A (en) Monolithic IR detector arrays with direct injection charge coupled device readout
JPH0434310B2 (nl)
NL8300366A (nl) Beeldopneeminrichting.
US4609823A (en) Charge transfer multi-linear strip
US3995302A (en) Transfer gate-less photosensor configuration
AU593080B2 (en) Charge-coupled device
US4131950A (en) Charge transfer device
CA1187612A (en) Charge coupled device
US5965910A (en) Large cell charge coupled device for spectroscopy
GB2095900A (en) Imaging devices and systems
NL8301629A (nl) Halfgeleiderinrichting.
JPH07226495A (ja) 減少されたフォトダイオード間のクロストークを有するccd画像センサー
NL8301977A (nl) Ladinggekoppelde beeldopneeminrichting en geheugeninrichting met hoge bitdichtheid.
JPH0661471A (ja) テスト構造を有するccdイメージャおよびccdイメージャのテスト方法
US7446353B2 (en) Solid-state imaging apparatus and charge transfer apparatus
NL8101883A (nl) Ladingsgekoppelde inrichting.
NL8000999A (nl) Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
EP0132870B1 (en) Radiation-sensitive semiconductor device
JP3827876B2 (ja) 放射線画像データ取得方法および装置並びに放射線固体検出器
JP3235081B2 (ja) 電荷結合イメージセンサ
JPH0666347B2 (ja) 電荷結合装置
JPH04369268A (ja) Ccd固体撮像素子
CA1129080A (en) Time delay and integration imager

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed