RU1805513C - Фоточувствительный прибор с зар довой св зью - Google Patents

Abstract

Использование: фоточувствительный прибор с зар довой св зью может быть использован в устройствах дл  передачи,анализа и обработки изображений. Сущность изобретени : фоточувствительный прибор с зар довой св зью выполнен на полупроводниковой подложке и огражден на ней стопорной диффузионной шиной. На участках, свободных от функциональных элементов схемы, создают охранные зоны в виде закороченных p-n-переходов, которые примыкают к стопорной диффузионной шине, причем размеры охранной зоны должны быть не менее диффузионной длины дл  носителей зар да в полупроводниковой подложке , а место закоротки должно быть внутри р-п-перехода. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковой электронике, а именно к устройствам дл  преобразовани  оптических изображений в электрические сигналы. Оно может быть использовано в телевизионной технике в системах обнаружени , передачи и анализа изображений.

Цель изобретени  - повышение точности фотоэлектрического преобразовани  путем ограничени  притока зар дов с периферии схемы.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема предлагаемого прибора. В качестве примера вз т двухрегистровый линейный фоточувствительный прибор с зар довой св зью. Это может быть и любой другой линейный или матричный прибор с зар довой св зью. Прибор содержит р д фоточувствительных элементов 1, секцию 2 переноса зар дов с четных фоточувствительных элементов 8, секцию 3 переноса зар дов с нечетных фоточувствительных элементов, считывающие регистры 4, входные устройства 5 считывающих регистров, выходное устройство 6 считывающих регистров , охранную зону 7, стопорную диффузионную шину 8. На фиг. 1 положение охранной зоны 7 показано дл  примера. Подобные зоны могут быть размещены на любых местах прибора с зар довой св з.ью, свободных от его функциональных элементов . Стопорна  диффузионна  шина 8 (пунктир ) показана частично. Такие шины помещают во всех местах, где нужно устранить паразитные зар довые св зи, в частности ими ограждают с внешней стороны указанные функциональные секции прибора с 1 по 6.

Структурна  схема охранной зоны 7 показаны на фиг. 2, где стопорна  диффузионна  шина 8, полупроводникова  подложка 9, слой диэлектрика 10, диффузионна  область 11, противоположна  подложке 9 по типу проводимости и образующа  р-п-пере- ход, шинка 12, закорачивающа  р-п-пере- ход на подложку 9. Световое изображение

(Л

С

00

о

СП

ел

СА)

проецируют на р д фоточувствительных элементов 1 например фотодиодов. Излучение , проникающее в фотодиоды 1, генерирует электронно-дырочные пары, которые раздел ютс  на переходе фотодиодов . Неосновные носители зар да, например дырки, уход т из фотодиодов 1 в потенциальные  мы секций переноса зар дов 2 и 3. После завершени  процесса накоплени  зар да считывают, дл  чего их перевод т в считывающие регистра 4. Затем эти зар ды последовательно сдвигают вдоль регистров 4 до их выходного устройства 6, вырабатывающего импульсы выходного напр жени  соответственно величине поступающих зар дов. Выходные устройства 5 служат дл  ввода фоновых зар дов, повышающих эффективность переноса информационных зар дов по регистрам 4.

Участок 7 или любой подобный положенный в другом месте, функционирует как фотодиод в режиме короткого замыкани . Электронно-дырочные пары, генерируемые в полупроводниковой подложке 9 на участке 7 и в диффузионной области 11, определ ющей участок 7, раздел ютс  на p-n-переходе и создают ЭДС между полупроводниковой подложкой 9 и диффузионной областью 11. Ток этой ЭДС замыкаетс  шинкой 12, выполненной, например , из алюмини . Дырки и электроны комбинируют на контактной площадке шинки 12 с полупроводниковой подложкой 9 или с диффузионной областью 11. Тем самым участок 7, захватыва  электронно-дырочные пары, ограждает функциональные элементы прибора с зар довой св зью от поступлени  к ним таких электронно-дырочных пар, которые генерируютс  за пределами функциональных элементов. Тем самым повышаетс  точность фотоэлектрического преобразовани , осуществл емого прибором с зар довой св зью.

Так как охранна  зона должна перехватывать возможно больший поток паразитив- ных зар дов, то ее следует помещать вплотную к той стопорной шине, котора  ограждает прибор с зар довой св зью с внешней стороны: Это не будет нарушать работу прибора, так как стопорна  шина создает надежный потенциальный барьер дл  перехода зар дов между функциональными элементами прибора и р-п-переходом охранной зоны.

В противоположную от стопорной шины сторону охранна  зона может, в принципе , простиратьс  до тех пор, пока она не будет ограничена другими конструктивны- ми элементами. Минимальна  ширина охранной зоны должна соответствовать диффузионной длине L электронно-дырочных пар, так как неравновесна  концентраци  этих пар убывает с рассто нием х от

источника их генерации в подложке по закону exp (-X/L). Дл  кремни , примен емого дл  изготовлени  фоточувствительных приборов с зар довой св зью L 30 мкм.

Место закоротки должно быть внутри

контура p-n-перехода, в районе геометрического центра охранной зоны. При этом, во- первых, схема получаетс  компактной, а во-вторых ее инерционность становитс  минимальной , так как минимальной становитс  траектори  захваченного диффузионной областью 11 зар да до места контакта с закорачивающей шинкой 12. Шинка 12 кроме закорачивани  p-n-перехода экранирует полупроводниковую подложку от проникновени  в нее света, поэтому расширение ее поверх сло  10 диэлектрика улучшает функционирование прибора. Размер шинки 12 при этом ограничиваетс  только возможностью закоротки с другими шинками прибора .

Форма охранной зоны, т.е. р-п-перехо- да с закорачивающей шинки может быть, в принципе,любой. Предложенные структуры могут быть помещены в любом свободном

месте интегральной схемы устройства, так как к ним не требуетс  подводки, например, так, как показано на фиг. 1, т. е. в окружении функциональных элементов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фоточувствительный прибор с зар довой св зью, выполненный на полупроводниковой подложке и изолированный стопорной шиной, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности фотоэлектрического преобразовани  путем ограничени  притока зар дов с периферии схемы, на участках, свободных от функциональных элементов схемы, создают охранные зоны в виде закороченных p-n-переходов, которые

   примыкают к стопорной диффузионной шине , причем линейные размеры охранной зоны выполнены не меньшими диффузионной длины носителей зар да в полупроводниковой подложке, а место закоротки выполнено

   внутри контура р-п-перехода.

   /

   и

   Фиг. 2