DE2735651A1 - Bildaufnahmeanordnung - Google Patents

Description

PHN. 8^97·

. _r VA/EVH.

N. Y. Philips Gloeüümpenfabrtekee

_ 26.6.77.

"BildaufnahmeanOrdnung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahmeanordnung mit einem Halbleiterkörper, einer Reihe photoempfindlicher Elemente, die in Zeilen und Spalten auf einem ersten Teil des genannten Körpers angebracht sind, um bewegliche Ladungsträger infolge einfallender Strahlung zu erzeugen und zu speichern, ersten Mitteln zum Uebertragen gespeicherter Ladungsträger von der genannten Reihe auf einen anderen Teil des genannten Körpers, wobei

809808/07U

PHN. 8497. 26.6.77.

diese ersten Mittel Ladungstransportleitungen enthalten, die kammförmig mit den Spalten der genannten Reihe ineinander eingreifen, sowie zweiten Mitteln, die auf dem genannten anderen Teil des Körpers ein Ladungsübertragungsschieberegister definieren, dem aus den ersten Mitteln parallel die Ladungsinformation einer Zeile der genannten Reihe zugeführt wird und das einen Ausgang enthält, dem die genannte Information seriell entnommen werden kann.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Schaltung mit einer derartigen Bildaufnahmeanordnung.

Beispiele derartiger Anordnungen sind in der US-PS 3 896 k7k und der britischen Patentschrift 1 394 beschrieben. Da die 'Ladungstransportleitungen kammförmig mit den Spaltenleitungen der Reihe lichtempfindlicher Elemente ineinander eingreifen, werden derartige Bildaufnahmeanordnungen manchmal als vom "interline"-Typ oder mit einer "interleaved" Struktur beschrieben.

Die Ladungstransportleitungen in diesen bekannten Anordnungen werden durch Schieberegister, z.B. Zweiphasen-CCD-Schieberegister, gebildet (CCD = ladungsgekoppelte Anordnung ). Nach Sammlung und Speicherung der erzeugten Ladungsträger während einer als Teilbildperiode bezeichnete Periode kann die gespeicherte Ladungsinformation der ganzen Reihe photoempfindlicher Elemente

809808/0714

PHN. 8^97

gleichzeitig in diesen parallelen Schieberegisterleitungen transportiert werden. Während der nächsten Teilbildperiode wird diese Information dann über diese Leitungen geschoben, um die Ladungsspeicherungsinformation jeder Reihe sequentiell in das andere Ladungstransportschiebe— register einzuführen, das den genannten seriellen Ausgang enthält. Die Vorteile einer derartigen Ladungstransportbildaufnahmeanordnung sind bekannt.

Derartige mit einer Reihe photoempfindlicher Elemente in demselben Gebiet des Halbleiterkörpers integrierte CCD-tSchieberegister können jedoch einen Nachteil aufweisen. Das Anbringen miteinander verbundener Taktelektroden für die Vielphasen-CCD-Leitungen kann ein Mehrschichtenmuster isolierter Elektroden ergeben, das schwer herstellbar sein kann. Ausserdem kann dieses Muster über Teilen der photoempfindlichen Elemente liegen oder einen erheblichen Raum zwischen den Spalten der photoempfindlichen Elemente einnehmen. Es kann also notwendig sein, dass die einfallende Strahlung durch mehrere Elektrodenmaterial- und Isoliermaterialschichten hindurchdringen muss, bevor die Ladungsträger in den photoempfindlichen Elementen erzeugt werden. Die Absorption und/oder Reflexion der Strahlung kann dadurch von der Art der verwendeten Materialien abhängig werden. Sogar bei Anwendung polykristallinen Siliziums als

809808/07U

- X-

PHN. 8497.

Elektrodenmaterial statt Metall kann Strahlung kürzerer Wellenlänge, wie blaues Licht, bei der Uebertragung erheblich von mehr als einer solchen Elektrodenschicht absorbiert werden, so dass die Empfindlichkeit für blaues Licht der Bildaufnahmeanordnung herabgesetzt wird. Die von diesen Schieberegistern eingenommenen Teile des Körpers werden vorzugsweise gegen die einfallende Strahlung abgeschirmt, und das Ausschmieren der Ladungsspeicherungsinformation beim Auslesen zu verhindern. Venn der grösste Teil des komplexen isolierten Elektrodenmusters auf den Raum zwischen den Spalten photoempfindlicher Elemente beschränkt wird, wird ein erheblicher Prozentsatz der Oberfläche des Körpers, der die Reihe photoempf indli eher Elemente enthält, nicht empfindlich sein, so dass erhebliche Teile des einfallenden Strahlungsmusters nicht detektiert werden können und die maximale Anzahl photoempfindlicher Elemente pro Oberflächeneinheit beschränkt ist. Veiter ist bei gewissen Ausführungsformen ein zusätzliches Transportgatter zwischen den lichtempfindlichen Elementen und ihren kammartig ineinander eingreifenden Schieberegistern erforderlich, wodurch ein noch grösserer Abstand von den Spalten photoempfindlicher Elemente erhalten wird.

Die vorliegende Erfindung gründet sich u.a. auf die Erkenntnis, dass durch Transport der Ladungs-

809808/0714

PHW.

Speicherungsinformation von einem lichtempfindlichen Gebiet einer Bildaufnahmeanordnung durch Ladungstransport entlang eines Driftfeldes unter einer langgestreckten Elektrode eine einfache und kompakte Ladungstransportleitung gebildet werden kann, die keinen grossen Teil des lichtempfindlichen Gebietes zu beanspruchen braucht, und sich auch nicht über einem erheblichen Teil des photoempfindlichen Elements zu befinden braucht.

Nach der Erfindung ist eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit deren Hilfe die Ladungsspeicherungsinformation jeder Zeile der Reihe gesondert in den genannten Transportleitungen transportiert wird, und dass jede der genannten Transportleitungen eine langgestreckte Widerstandselektrode enthält, die von dem unterliegenden Teil des genannten Körpers isoliert ist und sich entlang der zugehörigen Spalte der Reihe erstreckt, wobei die genannte Widerstandselektrode mit Verbindungen zum Anlegen eines Potentialunterschiedes entlang der genannten Widerstandselektrode versehen ist, um in dem genannten unterliegenden Körperteil ein Driftfeld in der Richtung des genannten Schieberegisters zum Transportieren der genannten beweglichen Ladungsträger zu dem genannten Schieberegister zu erzeugen.

Die Sperrschicht ist vorzugsweise eine Isolierschicht,

809808/07U

PHN. 8^97

aber kann gegebenenfalls auch ein Schottky-Uebergang oder ein pn-Uebergang sein, der zwischen der langgestreckten Elektrode und dem unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers gebildet wird. Das Driftfeld kann durch einen Dotierungsgradienten in diesem Teil des Halbleiterkörpers, eine sich ändernde Dicke oder einen sich ändernden Ladungszustand einer isolierenden Sperrschicht oder einen Potentialunterschied längs.der langgestreckten Elektrode erhalten werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit deren Hilfe die Ladungsspeicherungsinformation jeder Zeile der Reihe gesondert in den genannten Transportleitungen übertragen wird, und dass jede der genannten Transportleitungen eine langgestreckte Widerstandselektrode enthält, die von dem unterliegenden Teil des genannten Körpers isoliert ist und sich entlang der zugehörigen Spalte der genannten Reihe erstreckt, wobei die genannte Widerstandselektrode mit Verbindungen zum Anlegen eines Spannungsunterschiedes entlang der genannten Wiederstandselektrode versehen ist, um in dem genannten unterliegenden Teil des Körpers ein Driftfeld in der Richtung des genannten Schieberegisters zum Transportieren der genannten beweglichen Ladungsträger zu dem genannten Schieberegister zu erzeugen.

809808/0714

PHN. 8497-

_>_ 26.6.77.

Das Anlegen eines Potentialunterschiedes entlang einer derartigen Widerstandseleketrode ermöglicht auf einfache Weise, ein derartiges Driftfeld für den Ladungstransport zu erhalten, und eine derartige Widerstandselektrodenladungstransportleitung kann auf einfache Weise hergestellt werden. Im Gegensatz zu den meisten obenbeschriebenen bekannten Bildaufnahmeanordnungen vom "interline"-Typ wird die Lädungsspeicherungsinformation der ganzen Matrix nicht gleichzeitig zu den genannten Ladungstransportleitungen transportiert, sondern wird die Information jeder Zeile gesondert transportiert, so dass zu einem beliebigen Zeitpunkt beim Auslesen nur die Lädungsspeicherungsinformation eines einzigen lichtempfindlichen Elements entlang jeder Leitung transportiert wird. Dieser gesonderte Transport jeder Zeile kann auf einfache Weise erfolgen, ohne dass dazu zusätzliche Elektroden erforderlich sind, wenn jede Zeile lichtempfindlicher Elemente eine gemeinsame Lichtgatterelektrode besitzt, die sowohl für die Speicherung der Ladungsträger auf dem lichtempfindlichen Element als auch für den Transport der gespeicherten Ladungsträger zu den Transportleitungen sorgt.

Es ist vorteilhaft, wenn die genannten ersten Mittel einen Puffer zur zeitweiligen Speicherung der Lädungsspeicherungsinformation einer Zeile vor der

809808/0714

PHN. 8497. 26.6.77.

Einführung in das genannte Schieberegister enthalten, wobei der genannte Puffer ein Eingangsgatter der Widerstandselektrodentransportleitungen und ein Ausgangsgatter zu dem Schieberegister enthält. Mit einem derartigen Puffer kann die Ladungspeicherungsinformation einer bestimmten Zeile aus dem genannten Schieberegister unter Transport der Information der nächsten Zeile entlang der Leitungen und in dem genannten Puffer ausgelesen werden. Oa weiter ^MAntiblooming^N-Anordnungen leicht in Anordnungen nach der Erfindung aufgenommen werden können, ist es mit einem derartigen Puffer auch möglich, die Information einer Zeile in dem Puffer vor der Einführung in das genannte Schieberegister zu speichern, während zugleich überschüssige Ladungsträger aus überbelichteten photoempfindlichen Elementen abgeführt werden.

FOr gewisse Anwendungen kann Ladungstransport entlang der Oberfläche des Halbleiterkörpers akzeptabel sein. Vorzugsweise wird jedoch der Ladungstransport über das Innere des Körpers auf Abstand von der Oberfläche stattfinden, um das Einfangen von Ladung in Oberflächenfallen zu verhindern und die Transportwirkung und Transportgeschwindigkeit zu verbessern. Der Teil des Körperβ, der unter jeder der genannten langgestreckten Elektroden liegt und in dem das genannte Oriftfeld erzeugt wird, kann also ein an die Oberfläche grenzendes Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp sein, das durch

809808/0714

+7 ~

FHN. 8^97

einen Teil des Halbleiterkörpers vom entgegengesetzten Leitungstyp umgeben wird und erschöpft werden kann, ohne dass Lawinenvervielfachung auftritt, um Transport der genannten Ladungsinformation durch das Gebiet hindurch als Ladungsträger vom ersten Leitungstyp zu ermöglichen, die über das Innere des genannten Gebietes unter der genannten langgestreckten Elektrode "driften". Ein derartiges Gebiet vom ersten Leitungstyp kann auch mit Vorteil erweitert werden, um einen Massenladungstransportkanal für das genannte Schieberegister, einen in der Nähe der Oberfläche liegenden Teil jedes photoempfindlichen Elements, der zu der genannten Transportleitung gehört, und eine "anti-blooming^M-Abfuhr überschüssiger Ladungeträger, die auf überbelichteten photoempfindlichen Elementen erzeugt werden, zu erhalten. Der Teil des Körpers unter jeder langgestreckten Elektrode kann einen gemeinsamen Ladungstransportkanal für sowohl die zu transportierende Ladungsspeicherungsinformation als auch die genannten überschüssigen abzuführenden Ladungsträger liefern, oder kann in gesonderte Kanäle, die je für eine dieser Funktionen dienen, unterteilt werden.

Einige Aueführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

809808/07U

PHN. 8497 26.6.77.

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen Teil einer Bildaufnahmeanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer Reihe photoempfindlicher Elemente der Anordnung nach Fig. 1 mit einem zugehörigen Potentialprofil,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil des Ausgangsschieberegisters der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. h einen Querschnitt durch eine Widerstandselektrodentransportleitung und durch das Ausgangsschieberegister der Anordnung nach Fig. 1 mit zugehörigen Potentialprofilen,

Fig. 5 schematisch eine Anordnung mit der Bildaufnahmeanordnung nach den Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 und 7 Querschnitte durch den Teil des Halbleiterkörpers nach Fig. 2 in verschiedenen Stufen der Herstellung der Anordnung,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Teil des Halbleiterkörpers nach Fig. k in der darauffolgenden Stufe der Herstellung,

Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Teil einer Zeile photoempfindlicher Elemente einer anderen Bildaufnahmeanordnung nach der Erfindung mit zugehörigen Potentialprofilen, und

Fig. 10 und 11 einen Querschnitt durch bzw.

809808/0714

ΓΗΝ. 8497.

eine aufgebrochene Draufsicht auf einen Teil einer Reihe photoempfindlicher Elemente einer weiteren Bildaufnahmeanordnung nach der Erfindung, wobei Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie X-X der Fig. 11 durch einen Teil einer Zeile der photoempfindlichen Elemente zeigt.

Es ist einleuchtend, dass die Zeichnungen schematisch sind und nicht masstäblich gezeichnet sind. Die Abmessungen gewisser Gebiete und Schichten sind der Deutlichkeit halber grosser gegenüber anderen dargestellt.

Die Feststoff-Bildaufnahmeanordnung nach den Fig. 1 bis 4 enthält einen Halbleiterkörper 1, der aus einkristallinem Silizium besteht. Eine Matrix 2 photoempfindlicher Elemente 3» die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, befinden sich auf einem ersten Teil des Körpers 1 zum Erzeugen und Speichern beweglicher Ladungsträger infolge einfallender Strahlung k (siehe Fig. 1 und 2). Der Deutlichkeit halber zeigt Fig. 1 nur die oberen drei und die unteren zwei Zeilen der genannten Matrix. Es leuchtet ein, dass dazwischen noch weitere Zeilen ähnlicher photoempfindlicher Elemente vorhanden sein werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Zeilen durch eine Anzahl paralleler Photogatterelektroden 5 definiert, die sich je länge einer Zeile photoempfindlicher Elemente 3 erstrecken und einer Zeile gemeinsam sind.

809808/07U

PHN. 8^97-

Ladungstransportleitungen 6 sind kammartig

zwischen den Spalten der Matrix 2 gelegen und bilden einen Teil eines ersten Mittels zum Transportieren gespeicherter Ladung der Zeilen der Matrix 2 zu einem anderen Teil des Körpers 1, wo ein Ladungstransportschieberegister 7 angebracht ist. Das Schieberegister 7t das vom CCD-Typ ist, empfängt unter der Elektrode seiner Taktleitungen 0(1) eine parallele Zufuhr von Ladungsinformationspaketen einer Zeile der Matrix 2, wobei diese Pakete unter dem Ausgang 31 sequentiell ausgelesen werden können. Die Bildaufnahmeanordnung nach den Fig. 1 bis U ist daher vom "interline"-Typ und weist eine "interleaved" Struktur auf,

Mit den Photogatterelektroden 5» die jeder Zeile photoempfindlicher Elemente 3 gemeinsam sind, kann die Ladungsinformation jeder Zeile der Reihe 2 gesondert in den Transportleitungen 6 transportiert werden.

Jede der Ladungstransportleitungen 6 enthält eine langgestreckte Widerstandselektrode 8, die von dem unterliegenden Teil 9a des Körpers 1 getrennt ist und sich entlang der zugehörigen Spalte der Matrix 2 erstreckt. Die Elektroden 8 sind mit Verbindungen 10 und 11 versehen, um eine Potentialfalle entlang jeder Elektrode anzulegen, damit im unterliegenden Teil 9a des Körpers ein elektrische Driftfeld in der Richtung des Schiebe-

809808/07U

PHN. 8497.

registers 7 erzeugt wird, um die Ladungsinformation zu dem Schieberegister 7 zu transportieren.

Die Strukttir und die Wirkung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis h werden nun im Detail beschrieben.

Der Teil 9a des Körpers gehört zu dem Gebiet 9» das vom ersten Leitungstyp (z.B. vom η-Typ) ist, an eine Oberfläche 15 des Körpers 1 grenzt und von einem Teil des Körpers vom entgegengesetzten Leitungstyp (vom p-Typ) umgeben ist. Das Gebiet 9 weist eine derartige Dotierung und Dicke auf, dass mittels eines elektrischen Feldes eine Erschöpfungsschicht über die ganze Dicke unter Vermeidung von Lawinenvervielfachung und Durchschlag erhalten werden kann, so dass Transport von Ladungs— Speicherungsinformation über das Innere des Gebiets 9 als Ladungsträger vom genannten ersten Leitungstyp (Elektronen) möglich ist. Das η-leitende Gebiet 9 liefert also einen "Bulk"-Kanal für den Transport von Elektronen aus der photoempfindlichen Reihe 2 unter dem Ausgang des Ladungstransportregisters 7· "Bulk"-Kanalladungstransportanordnungen und ihre Wirkungsweise sind 3. .B. in der britischen Patentschrift 1 k\k 183 beschrieben, auf die hier verwiesen sei (PHN. 5964). Die Teile 9a des Gebietes 9 liegen unter den Widerstandselektroden und erstrecken sich zwischen den Spalten photoempfindlicher

809808/07U

PHM. 8^97.

Elemente 3. Teile 9b des Gebietes 9 gehören zu einem Puffer 12 zwischen den Ladungstransportleitungen 6 und dem Schieberegister 7· Teile 9c bilden den Kanal des Schieberegisters 7. Die Teile 9a und 9b bilden zusammen Streifen, die sich von dem Kanal 9c des Registers 7 her in der Matrix 2 photoempfindlicher Elemente erstrecken. In der aufgebrochenen Draufsicht nach Fig. 1 ist das Gebiet 9 mit gestrichelten Linien angegeben; die linken η-leitenden Streifen 9a, b der Fig. 1 sind ohne die darüberliegenden isolierten Elektrodenmuster dargestellt, während die beiden mittleren p-leitenden Streifen 9a, b mit dem zugehörigen Elektrodenmuster dargestellt sind, der Deutlichkeit halber ist der η-leitende Streifen, der zu dem rechts in Fig. 1 dargestellten Elektrodenmuster gehört, nicht dargestellt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist jeder Streifen 9a, b einen L-förmigen seitlich hervorragenden Teil 9d zwischen der Matrix 2 photoempfindlicher Elemente 3 und dem Puffer 7 auf. Dieser Ansatz 9d, der mit einer Drainverbindung 13 versehen ist, dient dazu, aus dem Kanal 9a der Transportleitung 6 etwaige überschüssige Elektronen abzuführen, die auf einem überbelichteten photoempfindlichen Element y erzeugt sind, das zu der Leitung 6 gehört.

Eine höher dotierte η-leitende Zone kann örtlich an der Oberfläche des η-leitenden Gebietes 9 sowohl am

809808/07U

PHN. 8497.

Ausgang 31 des Schieberegisters 7 (siehe Zone 20 in Fig. 3) als auch an jedem Drainansatz 9-d des Gebietes 9, wo dieser durch die Drainverbindung 13 kontaktiert ist, angebracht werden. Vorzugsweise weist die ganze Oberfläche des ganzen Gebietes 9 eine höher dotierte Oberflächenzone N. auf, wie in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist. Bekanntlich kann durch das Anbringen einer derartigen höher dotierten Oberflächenzone N₁ der "Bulk"-Transportkanal mit einem vorteilhaften Dotierungsprofil versehen werden, wie z.B. in der früher eingereichten britischen Patentanmeldung 11974/74 (PHN. 6823) beschrieben ist, die der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7303778 entßpricht. Ausserdem kann durch das Vorhandensein der obengenannten höher dotierten Oberflächenzone N₁ der Wert des Potentialunterschiedes, der kapazitiv in dem Körperteil 9a unter den Widerstandselektroden 8 erzeugt wird, besser dem entlang der genannten Elektroden 8 angelegten Potentialunterschied entsprechen. In einem Sonderfall kann die Masse des η-leitenden Gebietes 9 z.B. eine Dotierung von 10 Donatoratome/cm³ und eine Tiefe von 3 Mikrons aufweisen, während die Oberflächenzone N₁ z.B. -eine Dotierung von 2 . 10 Donatoratome/cm² und eine Tiefe von 0,3 bis 0,4 Mikrons aufweisen kann. ,

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die eine Seite der Teile 9a des η-leitenden Gebietes 9 zwischen

809808/0714

PHN. 8/, 97

den Spalten photoempfindlicher Gebiete 3 mit rechteckigen Teilen versehen. Diese rechteckigen Teile 9a erstrecken eich unter den Photogatterelektroden 5 der photoempfindlichen Elemente 3· Eine hochdotierte an die Oberfläche grenzende Zone 14 vom entgegengesetzten (p -) Leitungstyp wird rings um die Grenze zwischen dem n.leitenden Teil 9a und der Oberfläche 15 angebracht. Ausgenommen an den rechteckigen Teilen 9e ist diese p-leitende Zone 1U mit sowohl dem p-leitenden Teil 17 als auch dem n-leitenden Gebiet 9a in Kontakt. Wo die Zone 1h an jeden rechteckigen Teil 9e grenzt, erstreckt sie. sich über den rechteckigen Teil 9e. Diese ρ -Zone \k ist im Querschnitt nach Fig. 2 dargestellt, aber der Deutlichkeit halber ist sie nur in Fig. 1 durch eine Linie von Kreuzchen angegeben, die mit der gestrichelten Linie des Gebietes Sa. zusammenfällt. Wie nachstehend erläutert werden wird,

dient die p-leitende Zone 14 dazu, Potentialsperren i
zu bilden, die zu jedem photoempfindlichen Element 3

gehören. Erwünschtenfalls kann eine ähnliche ρ -Zone auch entlang der Oberflächengrenze der anderen n-leitenden Teile 9b, 9c und 9d des Gebietes 9 angebracht werden.

Wo sie innerhalb des p-leitenden Teiles 17 liegt, dient eine solche ρ -Zone als eine sogenannte Kanal-

Unterbrecherzone.

Auf der Oberfläche 15 des Körpers 1 befindet sich eine Isolierschicht 16, die aus Siliziumoxid bestehen

809808/0714

PIiN. 8^97 26.6.77-

kann und für die zu detektierende elektromagnetische Strahlung k durchlässig ist. Ein sich auf einem ersten Pegel befindendes Elektrodenmuster 8, 10a, 11a, 21, 22, 23, 2k (das z.B. aus einer Schicht polykristallinen Siliziums mit einem verhältnismässig hohen Widerstand gebildet sein kann) befindet sich auf der Isolierschicht 16. Dieses Elektrodenmuster ergibt die langgestreckten Widerstandselektroden 8, die mit ihren einander gegenüber liegenden Enden durch Streifen 10a und 11a miteinander verbunden sind, Um die Stromabfuhr entlang der Elektroden 8 herabzusetzen, soll der Quadratwiderstand dieser Elektrodenschicht hoch sein. Wie jedoch nachstehend beschrieben werden wird, können andere Teile dieser Elektrodenschicht derart dotiert werden, dass sie einen niedrigeren Quadratwiderstand aufweisen. Das Muster ergibt auch die Hauptelektrode 22 des Puffers und die Elektroden 23 und 2k der Taktleitungen 0(1) und 0(3) des Vierphasen-CCD-Schieberegisters 7, sowie die Gatterelektrode 21 in der Nähe des Ausgangs des Registers 7. Die Elektroden 23 der Taktleitung 0(1) sind durch einen gemeinsamen Teil dieser Elektrodenschicht miteinander verbunden. Die Elektroden 2k sind aber gesonderte Inseln, die durch einen sich auf höhrem Pegel befindenden Leiter aus polykristallinem Silizium und/oder

Aluminium zur Bildung der Taktleitung 0(2) miteinander verbunden sind. Die Ausgangsgatterelektrode 21 hat eine gesonderte Verbindung und wird dazu benutzt, den

809808/0714

PHN. 8497 26.6.77.

as

Schieberegisterkanal gegen die η -Ausgangszone 20 des Registers 7 zu isolieren, z.B. wenn das Potential der Zone 20 nach dem Auslesen der Ladungsspeicherinformation zurückgestezt wird. Auf diesem Elektrodenmuster 8, 10a, 11a, 21, 22, 23 und 24, das sich auf einem ersten Pegel befindet, ist eine Isolierschicht 45 vorhanden.

Ein sich auf einem zweiten Pegel befindendes Elektrodenmuster 5. 10b, 11b, 13_f 25, 32 (das aus einer polykristallinen Siliziumschicht mit einem verhältnismässig niedrigen Widerstand von z.B. 4θ Ohm pro Quadrat gebildet werden kann) befindet sich auf Teilen der Isolierschicht und des isolierten Elektrodenmusters 8, 10a, 11a, 21, 22, 23, 24. Dieses zweite Elektrodenmuster ergibt die Photogatterelektroden 5 jeder Zeile photoempfindlicher Elemente 3 ι eine Gatterelektrode 30, die zu der "Antiblooming"-Drainelektrode 13 für Teile 9d gehört, eine Eingangs- und Ausgangsgatterelektrode 25 bzw. 26 des Puffers 12, die miteinander verbundenen Elektroden 27 der Taktleitung 0(2) des Schieberegisters 7 und die Elektrodeninseln 28 der Taktleitung 0(4) des Schieberegisters 7. All diese Elektrodenteile 5. 3Ö, 25, 26, 27 und 28 sind gegen den unterliegenden Teil des Körpers und das auf dem ersten Pegel liegende Elektrodenmuster isoliert und sind in Fig. 1 mit schraffierten gestrichelten Linien angedeutet.

Die Streifenteile 1Ob₁IIb und 32 kontaktieren

809808/0714

PHN. S497 .26.6.77-

die Streifen 10a, 11a bzw. 22 der auf dem ersten Pegel liegenden Elektrodenschicht entlang langgestreckter Fenster in der Isolierschicht k$ (siehe Fig. k) Dieser Kontakt zwischen den Elektrodenmustern auf den zwei Pegeln ist in der Draufsicht nach Fig. 1 mit einer schraffierten gestrichelten Linie für die Teile 10b, 11b und 32 angegeben. Auf ähnliche Weise kontaktiert der Streifenteil 29 das Elektrodenmuster 23 der 0(1)-Taktleitung des Registers 7 entlang eines weiteren langgestreckten Fensters in der Isolierschicht 4 5 (siehe Fig. 4 und die schraffierte gestrichelte Linie in Fig. 1). Wie in dem Querschnitt nach Fig. 3 dargestellt ist, kontaktiert der Elektrodenteil die n⁺-Ausgangszone 20 des η-leitenden Kanals des Registers 7 über ein Fenster in der Isolierschicht 16 und liefert somit ein Ausleseglied für das Schieberegister 7· Auf ähnliche Weise kontaktiert der Elektrodenteil 13 dieses auf dem zweiten Pegel liegenden Elektrodenmusters jede η -Zone der "Antiblooming"-Drainerweiterungen 9d des η-leitenden Kanals 9 über Fenster in der Isolierschicht Dies ist in Fig. 1 durch eine lokalisierte Schraffur für den Teil 13 angegeben. Der Elektrodenstreifen 13 erstreckt sich dann über die isolierten Widerstandselektrodenstreifen 8 und über die Isolierschicht 16 (siehe Fig. 1 und k). Eine weitere Isolierschicht 35 befindet sich über diesem auf dem zweiten Pegel liegenden Elektrodenmuster 5, 10b, 11b, 13, 25-32.

8098Θ8/0714

ΡΙίΝ. 64?7. 26.6.77.

λ?

Der Deutlichkeit halber sind die Isolierschichten 16, 45 und 35 in den Querschnitten nach Fig. 2, 3 und k ohne Schraffuren dargestellt, während sie in der Draufsicht nach Fig. 1 gar nicht dargestellt sind.

Ein sich auf einem dritten Pegel befindendes Metallisationsmuster (das z.B. aus einer Aluminiumschicht gebildet sein kann) erstreckt sich über Teile der auf dem zweiten Pegel liegenden Elektrodenstruktur und die Isolierschichten. Die Querschnitte nach Fig. 2 und k zeigen Streifenteile 36 dieses Aluminiummusters, die gegen die Widerstandselektrodenstreifen 8 isoliert sind und sich entlang dieser Streifen erstrecken, um das unterliegende η-leitende Kanalgebiet 9 gegen die einfallende Strahlung h abzuschirmen. Die Aluminiumstreifen 36 können sich zwischen einem ununterbrochenen Gebiet aus Aluminium, das über der Elektrode 10a, b angebracht ist, und einem anderen Gebiet erstrecken, das über den Elektrodengebieten 13 und 30 der "Antiblooming"-Drain angebracht und gegen diese Gebiete isoliert ist. Diese lichtabschirmenden Aluminiumgebiete können z.B. mit dem Elektrodengebiet 10b über ein Fenster in der Isolierschicht 35 verbunden werden. Die Spalte zwischen den Streifen 36 setzen die Spalten photoempfindlicher Elemente .der einfallenden Strahlung k aus. Die Umhüllung, in der die Anordnung nach den Fig. 1 bis h untergebracht ist,

809808/0714

PHN. 8497. 26.6.77«

kann eine Maske enthalten, um die anderen Gebietes des Körpers 1 gegen die Strahlung k zu maskieren. Dieses auf dem dritten Pegel liegende Metallisationsmuster kann auch dazu benutzt werden, die auf dem zweiten Pegel liegenden Elektrodeninseln 28 des Schieberegisters 7 zur Bildung der Taktleitung 0(4) miteinander zu verbinden. Auch ist es vorteilhaft, dieses auf dem dritten Pegel liegende Elektrodenmuster dazu zu benutzen, Anschlussleitungen und Anschlussgebiete für andere Teile der Anordnung z.B. zur Kontaktierung der auf dem untersten Pegel liegenden Elektrodenleitungen zu erhalten. Der Deutlichkeit halber ist dieses auf dem dritten Pegel liegende Aluminiummuster nicht in der Draufsicht nach Fig. 1 dargestellt.

Es leuchtet ein, dass die Metallisierungen auf dem ersten, dem zweiten und dem dritten Pegel, die Isolierschichten, die dotierten Zonen und Gebiete auf anderen Teilen des Körpers 1 ausserhalb des in Fig. 1 bis dargestellten Gebietes angebracht werden können, um periphere Schaltungen für die Bildaufnahmeanordnung zu erhalten. So kann z.B. jede Photogatterelektrode 5 mit einem Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate 85 (IGFET) verbunden werden, der mit einer Belastung 86 versehen ist (siehe Fig. 5), wobei die beiden letzteren auf bekannte Weise im Körper 1 gebildet werden können.

809808/07U

PHN. 8'497·

2/35651 26.6.77.

Venn der Transistor 85 eingeschaltet wird, wird das Potential der zugehörigen Gatterelektrode 5 von dem Potential 0(P) (z.B. 5 oder 10 V) her, das an die Leitung 87 am gegenüberliegenden Ende der Belastung 86 angelegt wird, auf z.B. Erdpotential herabgesetzt. Uebliche IGFET-Schieberegister 80 und 81 können in den Teilen des Körpers 1 sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der photpempfindlichen Matrix 2 gebildet werden, um sequentiell einen Spannungsimpuls an die Gatterelektrode anzulegen, damit der Transistor 85 sequentiell eingeschaltet wird. In der Schaltung nach Fig. 5 sind abwechselnde Photogatterelektroden 5 mit denselben Schieberegistern 80 oder 81 verbunden; erwünschtenfalls können aber abwechselnde Paare von Elektroden 5 mit demselben Schieberegister 80 oder 81 durch Anwendung von Multiplexschaltern verbunden werden, die durch IGFET's gebildet werden, die zwischen den Elektroden 5 und den Klemmen der Schieberegister 80 und eingeschaltet sind. Der Impulsgenerator 88 zur Lieferung einer Quelle von Taktimpulsen, wie in Fig. 5 dargestellt, kann von einem bekannten Typ und in demselben Halbleiterkörper 1 wie die photοempfindliche Matrix 2 integriert sein, wenn dies erwünscht ist. Uebliche Ladungsdetektions- schaltungen 90, die z.B. einen Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate enthalten können, der in einer

809808/07U

PhN, 8^97. 26.6.77.

Emitterfolgerschaltung angeordnet ist, kann in der Nähe des Ausgangs des Schieberegisters 7 angebracht und mit dem Ausgang der Abtastleitung 31 verbunden werden. Die Elektrode 31 und die Zone 20 können auch die Source eines n-Kanal-"Deep Depletion"-Feldeffekttransistors 91 mit isoliertem Gate bilden, der als Rücksetzschalter zur Abführung eines Information darstellenden Ladungspakets dient, um nach Abtastung das anfängliche positive Potential +V(l), wieder an die Abtastelektrode 31 und die Zone anzulegen. Anwendung von Feldeffekttransistoren für das Abtasten und Zurücksetzen ist in der vorgenannten britischen Patentschrift 1 Ι^λ^Ι 183 (PHN. 5964) beschrieben. Das Gate eines derartigen Rücksetztransistors 91 kann z.B. durch einen angrenzenden Teil des auf dem ersten Pegel liegenden Elektrodemusters gebildet werden.

Die Bildaufnahmeanordnung nach Fig. 1 bis k kann wie folgt betrieben werden. Der p-leitende Teil des Körpers kann an Erdpotential (θ V) gelegt werden; feste verhältnismässig hohe positive Potentiale V(d) und V(l) können an den "Antiblooming"-Drainteil 9d des η-leitenden Gebietes 9 über die Verbindung 13 bzw. an die η -Ausgangszone 20 des Schieberegisters über den Rücksetz-Feldeffekttransistürschalter 91 angelegt werden, dessen Source-Zone durch die Zone 20 gebildet wird. Unter diesen Bedingungen ist der pn-Uebergang zwischen

809808/0714

PHN. 8497.

dem η-leitenden Gebiet 9 ^und dem p-leitenden Teil 17 des Körpers in der Sperrichtung vorgespannt und werden bewegliche Ladungsträger aus dem Gebiet 9 abgeführt, so dass alle Teile 9a, 9b, 9c, 9d und 9e des Gebietes 9 über ihre ganze Dicke an Elektronen erschöpft werden. Dann kann ein Massenladungetransportkanal für Elektronen in dem Inneren des Gebietes 9 erhalten werden. Information darstellende Elektronenpakete können auf bekannte CCD-Weise entlang des genannten Massenkänals durch die an die isolierten Elektroden über dem genannten Kanal angelegten Potentiale transportiert werden, um auf kapazitivem Wege Potentialmulden entlang des genannten Kanals zu erzeugen. Die an die Schieberegisterelektroden 231 24, 27 und 29 sowie an die Pufferelektroden 25, 22 und 26 angelegten Potentiale sind Taktspannungen, die vom Impulsgenerator 88 (Fig. 5) geliefert werden. Feste Potentiale werden an die Anschlüsse 10 und 11 der Widerstandselektroden 8 angelegt, wobei der Anschluss 11 auf einem positiven Potential V(r) in bezug auf den Anschluss 10 gehalten wird. In einem Sonderfall kann ein derartiger Potentialunterschied z.B. 10 oder 11V betragen. Der erhaltene Potentialunterschied entlang jeder Widerstandselektrode 8 verursacht in dem unterliegenden n-leitenden Kanalteil 9a ein Driftfeld für Elektronen in der Richtung von der photoempfindlichen Matrix 2 zu dem Schieberegister 7<

809808/07U

PHN. 8'-! 97 26.6.77.

Wie in dem Querschnitt nach Fig. 2 dargestellt ist, bilden die Photogatterelektroden 5 Spalten von MOS-Kondensatoren zwischen den Widerstandselektrodenstreifen 8. Ein positives Potential 0(P) wird an die Photogatterelektroden 5 über die Leitungen 87 angelegt (Fig. 5)· Unter diesen Bedingungen werden eine Erschöpfungsschicht und eine Potentialmulde in der Nähe der Oberfläche des p-leitenden Teiles gebildet, der sich unter jeder Elektrode 5 befindet. Fig. 2 zeigt ausserdem das erhaltene Potentialprofil über dieser Potentialmulde (mit 100 bezeichnet) und in dem η-leitenden Kanalteil 9a. Wo die ρ -Zonen ~\k in dem n—leitenden Teil 9a angebracht sind, wird das Kanalpotential auf einem Potentialpegel (Bezugsziffer 101) fixiert, der weniger positiv als die Potentialmulde 100 ist und z.B. +3 V betragen kann. Wo die ρ -Zonen 1U mit dem p—leitenden Teil 17 in Kontakt sind, ist das Potential 0 V. An den Stellen der lichtempfindlichen Matrix 2, an denen der Halbleiterkörper nicht von Streifen 36 abgeschirmt ist, werden infolge einfallender Strahlung h Elektron-Loch-Paare in dem Teil I7 erzeugt. Die erzeugten Elektronen werden zu den Potentialmulden 100 der Photogatterkondensatoren hin gezogen und in diesen Mulden gesammelt. Am Ende der Integrationsperiode wird das Potential einer ersten Photogatterelektrode 5i die zu einer ersten Zeile von Elementen 3 gehört, zeitweilig

809808/07U

PHN. 8497

auf O V herabgesetzt und das gespeicherte Elektronenpaket in jeder Spalte der betreffenden Zeile bewegt sich nach links (in Fig. 1 und 2) über die Potentialsperre zu der Potentialmulde 102 unter den Widerstandselektroden in der Nähe der zugehörigen Spalte. Das Potential jeder Photogatterelektrode 5 kann auf 0 V in z.B. 2 Mikrosekunden mittels eines Spannungsimpulses herabgesetzt werden, der entlang der Schieberegister 80 und 81(Fig. 5) links und rechts von der Matrix 2 geschoben und an den zu der Elektrode 5 gehörigen Transistor 85 angelegt wird. Die Grosse der Elektronenpakete, die unter jeder Photogatterelektrode 5 gespeichert und in den Widerstandselektrodentransportleitungen 6 transportiert werden können, wird durch die Intensität der in der Nähe der genannten Elektroden 5 einfallenden Strahlung bestimmt. Ausserdem können die Elektroden 5» die aus dotiertem polykristallinem Silizium bestehen können, besser für rotes als für blaues Licht durchlässig sein. Da die Schicht, aus der die Photogatterelektroden 5 gebildet sind, in diesem Falle einen Teil des photoempfindlichen Gebietes zwischen den Abschirmstreifen 36 bedeckt, weist jedes photoempfindliche Element 3 eine grössere photoempfindliche Fläche für rotes Licht als für blaues • Licht auf. Dies kann vorteilhaft sein, wenn derartige Bildaufnahmeanordnungen für Farbferbsehkameras verwendet

809808/07U

PHN. 8497 26.6.77.

werden, weil es bei Silizium-Bildaufnalimeanordnungen gebräuchlich ist, die Infrarotstrahlung (für die Silizium empfindlich ist) aus der einfallenden Strahlung herauszu-filtrieren, und weil eine derartige Filtrierung gewöhnlich auch auf unerwünschte Weise die rote Komponente der einfallenden Strahlung k in bezug auf die blaue Komponente herabsetzt.

Die in den Widerstandselektrodentransportleitungen transportierten der Ladungsspeicherinformation einer Zeile von Elementen 3 entsprechenden Elektronen werden durch das Driftfeld entlang des Kanals im Teil 9a zu dem Schieberegister 7 transportiert. Das Potentialprofil entlang des "Bulk"-Kanals in den Teilen 9a» 9b und 9c ist in Fig. U dargestellt. Beim Transport von Ladungsspeicherinformation entlang der Leitungen 6 werden die Puffer-Eingangsgatterelektrode 25 und die Hauptpufferelektrode 22 auf ein positiveres Potential als das Potential getaktet, das an den Anschluss 11 angelegt wird, um die Potentialpegel 103 und 104 von z.B. +15 V bzw. +20 V in dem unterliegenden η-Kanal zu bilden. Die Puffer-Ausgangsgatterelektrode ist aber auf ein weniger positives Potential getaktet, um einen Pegel von z.B. +5 V in dem unterliegenden η-Kanal zu erhalten.

Die erhaltenen Potentialprofile 103, 104 und 105 ini

Kanalteil 9b sind in Fig. k mit einer gestrichelten Linie

809808/0714

PHN. 8^4 97 26.6.77.

angegeben. Unter diesen Bedingungen ist das Puffereingangsgatter von den Transportleitungen 6 geöffnet, während das Ausgangsgatter zum Schieberegister 7 geschlossen ist.

Der Potentialgradient (in Fig. 4 mit 102 bezeichnet) entlang der Transportleitungen 6, der von dem Potentialunterschied V(r) erzeugt ist, ist naturgemäss kontinuierlich, obwohl in Fig. k eine Unterbrechung dargestellt ist, weil nur die drei oberen und die zwei unteren Zeilen von Photogatterelektroden der Deutlichkeit halber dargestellt sind. In einem praktischen Beispiel kann jede Widerstandselektrode 8 (und somit jede Transportleitung 6) eine Länge von z.B. 4 mm und eine Breite von z.B. 8/U aufweisen, während dagegen die Photogatterelektroden 5 je eine Breite von z.B. h λι aufweisen können und in einem gegenseitigen Abstand von z.B. 6 ,u liegen. Die Widerstandselektroden können in einem gegenseitigen Abstand von z.B. 20/U liegen. Eine besondere Matrix 2 kann aus mehreren Hundert Spalten und mehreren Hundert Zeilen bestehen. In einem praktischen Beispiel kann der Potentialunterschied entlang der Transportleitungen 10 V betragen, so dass bei einer Länge von k mm der Widerstandselektroden ein konstantes Driftfeld von 25 V/cm in dem unterliegenden Kanalgebiet 9a erzeugt wird. Dieses Feld transportiert Information darstellende Elektronen in dem Puffer 12 (wobei das Eingangsgatter

809808/0714

PHN. 8^97 26.6.77.

geöffnet und das Ausgangsgatter geschlossen ist) in einer Uebertragungszeit, die durch den Ausdruck ——

/UJl/

gegeben werden kann, wobei L die Länge der Leitung 6 darstellt, über die der Transport stattfindet, während E das Driftfeld ist und /U die Beweglichkeit von Elektronen im genannten Kanalgebiet 9a darstellt. Bei den oben angegebenen charakteristischen Werten ist die maximale Durchgangszeit höchstens 20 Mikrosekunden.

Nach einer Zeit von 20 Mikrosekunden, die für den Transport zu dem Puffer 12 erlaubt ist, wird das Puffereingangsgatter dadurch geschlossen, dass an die Elektrode 25 eine Taktspannung angelegt wird, die ein weniger positives Potential 103 (z.B. +5 V) in dem η-Kanal erzeugt. Nachdem das Schieberegister 7 die Information von einer vorhergehenden Zeile abgegeben hat, werden die Puffer-Ausgangsgatterelektroden 26 und die Elektrode 23 der 0(i)-Leitung des Schieberegisters auf positivere Potentiale getaktet, um Pegel von z.B. +12 V bzw. +18 V in dem unterliegenden η-Kanal zu erzeugen. Das Potential der Hauptpufferelektrode 22 wird dann getaktet, um einen weniger positiven Wert (z.B. +6 V) im unterliegenden η-Kanal zu erzeugen, so dass die im Puffer 12 gespeicherten Elektronenpakete, die der Ladungsspeicherungsinformation entsprechen, die von einer Zeile der photoempfindlichen Reihe gleichzeitig

809808/0714

PHN. 8*4 97

zu dem Ausleseschieberegister 7 transportiert werden. Die erhaltenen Potentialprofile sind mit einer vollen Linie längs des Querschnittes in Fig. k durch den Puffer und das Schieberegister 7 angegeben. Die Taktzeiten können etwa 1 Mikrosekunde betragen.

Schliesslich wird das Puffer-Ausgangsgatter durch Herabsetzung der an die Elektrode 26 angelegten Taktspannung geschlossen und die Ladungsinformation der Zeile photoempfindlicher Elemente wird entlang des Schieberegisters 7 auf eine bekannte Vierphasen-CCD-Veise getaktet und seriell an den Ausgängen 20 und 31 ausgelesen. Die an die Schieberegisterelektroden angelegten Taktspannungspegel können derart sein, dass Pegel von z.B. +8 V und +18 V im unterliegenden η-Kanal erzeugt werden. Während dieses Auslesens des Schieberegisters 7 wird die folgende Photogatterelektrode 5 getaktet, um die Ladungsspeicherungsinformation von der nächsten Zeile photoempfindlicher Elemente 3 zu dem Puffer 12 zu transportieren.

Ein photoempfindliches Element 3 kann durch einen ausserordentlich hellen Fleck in dem einfallenden Strahlungsmuster überbelichtet werden. In diesem Falle kann, sogar wenn die Photogatterelektrode 5 sich auf dem normalen positiven Potential 0(P) von z.B. +5 V für die Ladungsspeicherung befindet, ein Ueberschuss an

809808/07U

PIlN. 26.6.77

Ladungsträgern erzeugt werden, die nicht in der Potentialmulde 100 gespeichert werden können, sondern in die Ladungstransportlextung 6 fliessen und so entlang des Driftfeldes zu dem Puffer 12 und dem Ausleseschieberegister 7 transportiert werden.

Die "Antiblooming"-Mittel 9d, 30, 13 nach Fig. können für sogenannte Spalten-"Antiblooming" verwendet werden, um zu vermeiden, dass die überschüssigen Ladungsträger, die auf einem überbelichteten photoempfindlichen Element in einer Spalte erzeugt werden, sich mit Ladungsträgern in Elementen in benachbarten Spalten vermischen. In diesem Falle kann ein festes Potential an die "Antiblooming"-Gatterelektrode 30 angelegt werden, um in dem Teil 9d, der eine "Drain" bildet, eine Potentialsperre von z.B. +13 V zu erzeugen, Über die überschüssige Ladungsträger zu dem positiv vorgespannten "Drain"-Anschluss 13 aus der Ladungstransportleitung 6 abfliessen können, bevor sie in den Puffer 12 und das Ausleseschieberegister eingeführt werden können. Eine derartige Potentialsperre könnte auch mittels einer implantierten Zone erhalten werden, statt die Gatterstruktur 30 anzuwenden.

Die "Antiblooming"-Struktur 9-d» 30, 13 nach der Anordnung und der Schaltung in den Fig. 1 bis 5 weist den Vorteil auf, dass sie auch für "Point-Antiblooming" verwendet werden kann. In diesem Falle werden die über-

809808/07U

FHN. Ü497 26.6.77-

schüssigen Ladungsträger entlang derselben Transportleitung 6 wie die Ladungsspeicherungsinformation jeder Zeile, jedoch während verschiedener Zeitintervalle transportiert. Die folgende_Zeitreihenfolge kann z.B. bei einer Fernsehkamera mit "Point-Antiblooming" angewendet werden.

Zum Zeitpunkt t : Die Eingangs- und Ausgangsgatter des Puffers 12 sind geschlossen und die Ladungsspeicherungsinf ormation einer Zeile photoempfindlicher Elemente wird über das Schieberegister 7 ausgelesen; an alle Photogatterelektroden 5 wird die normale positive Spannung 0(P) für Ladungsspeicherung und Integration, z.B. 5 V, zuzüglich z.B. nochmals 5 ^v» angelegt. Dies kann mit Hilfe eines Impulsgenerators 88 erfolgen, der mit der Leitung verbunden ist, (siehe Fig. 5)· Infolge dieses erhöhten positiven Potentials an den Elektroden 5 integrieren diese photoempfindlichen Elemente der Matrix 2, die überbelichtet sind, nun wieder Ladung, ohne dass überschüssige Ladungsträger hintiberfliessen; das "Antiblooming"-Gatter 30 ist bei einem hohen positiven Potential völlig geöffnet, so dass die Transportkanäle 9a an überschüssigen Ladungsträgern über den positiv vorgespannten "Drain"-Anschluss 13 erschöpft werden.

Zu t -ι- 20) Mikrosekunden: Die Transportkanäle 9a sind erschöpft; die "Antiblooming"-Gatterelektrode

809808/07U

PnH. 84 26.6.77.

wird getaktet, um den Potentialpegel in dem unterliegenden η-Kanal auf einen normalen Wert von z.B. >3 V herabzusetzen, der weniger positiv als in dem sich unter der Verbindung 11 befindenden η-Kanal ist. Die Elektrode wird nun getaktet, um das Eingangsgatter des Puffers zu öffnen; das Potential der nächsten auszuwählenden Photogatterelektrodenleitung 5 wird in z.B. 2 Mikrosekunden auf Null herabgesetzt, so dass die Signalpakete von dieser Zeile zu der Transportleitung 6 transportiert werden und innerhalb von 20 Mikrosekunden zu dem Puffer driften.

Zu t + Uo Mikrosekunden: Die Elektronenpakete der ausgewählten Zeile befinden sich nun im Puffer 12; das Puffer-Eingangsgatter wird geschlossen und die "Antiblooming"-Gatterelektrode wird wieder auf das höhere Potential getaktet; das Potential aller Photogatterelektroden 5 kann nun auf das normale positive Potential 0(P) für Integration, z.B. +5 V, herabgesetzt werden. Die zusätzliche Ladung, die sich in überbelichteten Punkten befinden wird, wird nun in die Ladungstransportleitungen fHessen und zu dem "Antiblooming"-Gatter driften.

Zu t + 52) Mikrosekunden: Das Schieberegister ist nun leer; die Ausgangsgatterelektrode des Puffers ist geöffnet und das Potential der Pufferelektrode 22 wird herabgesetzt, so dass die Ladungsinformation der im Puffer 12 gespeicherten Zeile innerhalb von z.B.

809808/07U

PHN. 8497.

2 Mikrosekunden unterhalb der 0(1)-Elektrode 23 des Schieberegisters 7 transportiert wird. Nach diesem Transport wird das Ausgangsgatter des Puffers 12 geschlossen. Es sei bemerkt, dass, falls das Potential der Photogatterelektroden 5 zu(t + 4θ) nicht auf den normalen Wert herabgesetzt wäre, dieses Potential auch nun herabgesetzt werden könnte. Der ganze Zyklus kann also innerhalb einer Gesamtzeilenperiode von 64 Mikrosekunden durchgeführt und die Information im Register 7 kann in der aktiven Zeilenperiode ausgelesen werden.

Zu t + 64) Mikrosekunden: Der ganze Vorgang fängt wieder an. Mit Hilfe dieser "Point-Antiblooming"-Schaltung wird "Blooming" vermieden werden können, es sei denn, dass eine derart grosse Menge Elektronen in einer Potentialmulde zwischen t und (t + 4θ) oder (t + 52) Mikrosekunden gesammelt werden, dass diese Mulde tiberschwimmt, trotz der Tatsache, dass noch zusätzlich 5 V angelegt wird. Die Anmelderin hat aber gefunden, dass, mit der Annahme, dass ein maximales Signalpaket mit +5 V an den Elektroden 5 gespeichert werden kann, die zusätzliche Spannung von +5 V eine Ueberbelichtung von mehr als dem 400-fachen des maximalen Signals ohne "Blooming" liefern würde. .

Es ist einleuchtend, dass die Bildaufnahmeanordnung

buaöUö/u/14

PHN, 8497. 26.6.77.

"* nach den Fig. 1 bis k unter Verwendung verschiedener dem Fachmann in der Halbleitertechnologie bekannten Techniken hergestellt werden kann. Daher wird nun ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung nur in grossen Zügen und beispielsweise an Hand der Fig. 6 bis 8 beschrieben.

Ausgangsmaterial kann ein Körper 1 aus p-leitendem einkristallinem Silizium mit einem spezifischen Widerstand z.B. in der Grössenordnung von 30 Ohm.cm sein. Auf einer Hauptoberfläche 15 des Körpers 1 wird eine Maskierungsschicht 50 angebracht, in der ein Fenster 51 vorgesehen ist, das dem Umfang des η-leitenden Gebietes 9 der Fig. entspricht. Die Teile 9a können z.B. 9/U breit sein und die Teile 9e können eine laterale Ausdehnung von z.B. 5/U aufweisen. Die Teile 9a können einen Mittelabstand von z.B. 28/u aufweisen. Ueber das Fenster 51 wird eine Donatorverunreinigung in den p-leitenden Körper 1 zum Erhalten des η-leitenden Gebietes 9 eingeführt. Dies kann durch Implantation von Donatorionen (z.B. Phosphor) erfolgen, wie mit den Pfeilen 52 in Fig. 6 angedeutet ist. Eine doppelte Implantation kann durchgeführt werden, um eine höhere Dotierung n. in dem Oberflächenteil neben der Hintergrunddotierung n_ über das ganze Gebiet 9 zu erhalten. Bekanntlich kann auf diese Weise ein Massentransportkanal mit einem günstigen Dotierungsprofil gebildet werden, wie z.B. in der

809808/07U

PHN. 8^ 97

früher eingereichten britischen Patentanmeldung 1 (PHN. 6823) beschrieben ist, die der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 73 03 778 entspricht.

12 ζ» Die Ionendosen können z.B. 2 χ 10 Ionen/cm für n. und

1 9

5 x 1O Ionen/cm² für n„ sein; die Zonen n.. und n„ können eine Tiefe von z.B. 0,3 bis 0,4 /U bzw. 3 /U aufweisen.

Die Maskierungsschicht 50 kann aus niedergeschlagenem Siliziumoxid bestehen, das zugleich dazu dienen kann, die Qualität der Siliziumoberfläche I5 durch "Gettern" während einer darauffolgenden Ausglühbehandlung zu verbessern,

Die Maske 5I kann durch eine Isolierschicht ersetzt werden. Die Schicht 16 kann aber gegebenenfalls auch vor der Maske 51 und der (den) Donatorimplantation(en) angebracht werden. Wie in der früher eingereichten britischen Patentanmeldung 38587/75 (PHN. 77*»7) beschrieben ist, die der offengelegten niederländischen Patentanmedlung '/U 12 567 entspricht, kann eine derartige Isolierschicht aus Siliziumoxid bestehen, das mit einer dünnen Siliziumnitridschicht überzogen ist. Die Gesamtdicke kann z.B. etwa 0,12 /U sein.

Erwünschtenfalls kann eine p-Typ-Ionenimplantation mit einer niedrigen Dosis (z.B. 10 Ionen/cm²) in der Oberfläche des Körpers 1 durchgeführt werden, um n-Kanal-Anreicherungs-IGFET-Anordnungen für die Schieberegister 80 und 81 zur Verfügung zu haben, damit

809808/07U

PHN. 84Q? £6.6.77-

die Photogatter getaktet und genauer das Potential der p—leitenden Oberflächengebiete in der photoempfindlichen Matrix 2 bestimmt und dort ein kleines Driftfeld für Elektronen in einer von der Grenzfläche zwischen Silizium und Isolator abgekehrten Richtung erzeugt wird.

Eine Schicht aus hochohmigem polykristallinem Silizium (z.B. mit einem spezifischen Widerstand von 6000 Ohm pro Quadrat und einer Dicke von 0,6 /u) , wird dann auf der Schicht 16 niedergeschlagen, aus der auf dem ersten Pegel liegenden Elektrodenteile, z.B. die Teile 8, 10a, 11a, 21, 22, 23 und 24, durch photolithographische Aetztechniken gebildet werden. Die freigelegten Oberflächen der verbleibenden Teile der polykristallinen Siliziumschicht können anschliessend z.B. bis zu einer Dicke von mindestens 0,3/U oxidiert werden, um eine Isolierschicht 45 zu erhalten. Erwtinschtenfalls kann der freigelegte Siliziumnitridteil der Schicht 16, wo er sich nicht unter den isolierten auf dem ersten Pegel liegenden Elektrodenteilen befindet, dann durch Anwendung eines selektiven Aetzmittels weggeätzt werden.

Danach kann eine Maskierungsschicht 53 mit

streifenförmigen Fenstern 5^ über die Struktur angebracht werden, die die isolierten Elektrodenstreifen 8 in dem Gebiet der Matrix 2 freilegen. Die Spalte zwischen dem

809808/07U

PHN. 84-97. 26.6.77.

- yd -

Rande dieser Fenster in der Maske 53 und dem Rande der isolierten Elektrodenstreifen 8 können dazu verwendet werden, das Gebiet, in das die ρ -Zonen 14 implantiert werden, zu definieren. Diese Spalte können z.B. k /U breit sein. Die Schicht 53 maskiert zugleich andere Teile des Körpers gegen Implantation. Eine Xonendosis von z.B. 2x10 Akzeptorionen/cm² kann bei einer Implantationsenergie verwendet werden, die genügt, um durch die Isolierschicht 16 hindurch in den Körper 1 einzudringen, aber nicht genügt, um durch die Isolierschicht 45 hindurchzudringen. Diese Implantation ist in Fig. 7 dargestellt. Die Maske 53, die z.B. aus Metall oder Photoresist bestehen kann, wird dann entfernt. Erwünschtenfalls können die ρ -Zonen 14 auch angebracht werden, ehe das auf dem ersten Pegel liegende Elektrodenmuster erzeugt wird.

Durch Photolithographie wird nun eine Photoresistmaske 60 angebracht, die Fenster 61 an den Stellen aufweist, an denen die Isolierschichten 45 und 16 mit Kontaktfenstern versehen werden müssen. Derartige Fenster sind z.B. vorgesehen an den Stellen, an denen die Viderstandselektrodenverbiiidungen 10a und 11a, die Pufferelektrode 22 und die Taktelektrode 23 des Schieberegisters durch das auf dem zweiten Pegel liegende Elektrodenmuster kontaktiert werden müssen und an denen

809808/07U

PHN. bk S¹?. 26.6.77.

die ^tlAntiblooming"-Drainteile 9d des Gebietes 9 und der Schieberegi,sterausgang 20 des Gebietes 9 durch diesen zweiten Pegel kontaktiert werden müssen. Diese Kontaktfenster werden anschliessend in die Isolierschichten und 16 unter Verwendung des Photoresistmusters 60 als Aetzmaske geätzt (siehe Fig. 8). Die Maske 60 wird dann entfernt.

Danach wird eine zweite Schicht aus polykristallinem Silizium bis zu einer Dicke von z.B. 0,6 /U niedergeschlagen. Diese Schicht wird anschliessend, z.B. mittels einer Phosphordiffusion, dotiert, um einen Quadratwiderstand von 20 bis 40 Ohm pro Quadrat zu erhalten. Durch diese Diffusion werden auch hochdotierte η-leitende Zonen auf den Kontaktfenstern in den Isolierschichten k5 und 16 erhalten, und zwar sowohl in den ersten polykristallinen Siliziumschichtteilen, wie den Teilen 10a, 11a, 22 und 23, als auch in dem Körper 1 zur Bildung z.B. der η -Zone und einer ähnlichen Zone auf jedem der "Antiblooming"-Drainkontaktgebiete. Aus dieser zweiten polykristallinen Siliziumschicht werden durch photolithographische und Aetztechniken die auf dem zweiten Pegel liegenden Elektrodenteile, wie die Teile 5, 10b, 11b, 13, 25 bis gebildet. Die freigelegten Oberflächen dieser Schichtteile können dann in geringem Masse oxidiert werden. Venn der freigelegte Siliziumnitridteil der Schicht 16

809808/07U

FHN.

nicht früher entfernt worden 1st, kann dieser Teil nun durch Anwendung eines selektiven Aetzmittels weggeätzt werden, wo er sich nicht Unter den isolierten ersten oder zweiten Elektrodenteilen befindet.

Dann kann auf der Struktur eine Schicht 35 aus Siliziumoxid niedergeschlagen werden. Unter Verwendung photolithographischer und Aetztechniken können danach Kontaktfenster in der niedergeschlagenen Oxidschicht geöffnet werden, wo z.B. das auf dem dritten Pegel liegende Muster aus Aluminium mit darunterliegenden Teilen in Kontakt geraten muss. Dann kann Aluminium auf der Struktur niedergeschlagen und zu dem gewünschten Muster auf dem dritten Pegel wieder durch Anwendung photolithographischer und Aetztechniken gebildet werden. Erwünschtenfalls kann zum Schützen der photoempfindlichen Matrix über die endgültige Struktur eine Schicht zum Schützen vor z.B. Kratzern angebracht werden.

Eine derartige Bildwiedergabeanordnung mit z.B. einer Matrix von 200 Spalten χ 200 Zeilen kann auf einer Siliziumscheibe von 4,2 mm χ 5»6 mm hergestellt werden.

Es leuchtet ein, dass für Bildaufnahmeanordnungen nach der vorliegenden Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. Statt dieselbe Transportleitung 6 für sowoehl die Ladungsspeicherungsinformation als auch die überschüssigen Ladungsträger infolge von Ueberbelichtung

809808/07U

PHN. 8^497.

Ht

zu verwenden, können gesonderte Traiisportleitungen unter demselben Widerstandselektrodenstreifen 8 angebracht werden. Eine derartige Abwandlung ist im Querschnitt in Fig. 9 dargestellt, in der derselbe Teil des Körpers wie in Fig. 2 gezeigt ist. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszii'fern und -buchstaben wie in Fig. bezeichnet. In diesem Falle sind die η-leitenden Teile 9a breiter und über ihre Länge durch eine einzige ρ -Zone derart verteilt, dass zwei Transportleitungen gebildet werden, die abgestufte Potentialmulden aufweisen, die mit 102(a) und 102(b) in Fig. 9 bezeichnet sind und zum Transport von dem rechts von der Linie liegenden Element herrührender Ladungsinformation bzw. zum Transport überschüssiger Ladungsträger aus einem überbelichteten Element 3 links von der Linie dienen. Das "Antiblooming"— Schwellenpotential wird in diesem Falle durch eine weniger hoch dotierte p—implantierte Zone 65 bestimmt. Die Zone 65 bildet eine eingebaute Potentialsperre 110 mit einem Potentialwert, der höher als der Potentialwert ist, der bei der ρ -Zone 1^4 in dem n—leitenden Gebiet 9 erhalten wird, und der z.B. k bis 5 V betragen kann. Die"Antiblooming"-Gatterelektrode 30 nach Fig. 1 ist nun nicht mehr erforderlich und jede "Antiblooming"-Transportleitung ist direkt mit ihrer "Antiblooming"-Drain 9d verbunden, die durch den Elektrodenstreifen 13

809808/0714

PHN. 8497 26.6.77.

kontaktiert ist. Das gestrichelt angegebene Profil in Fig. stellt die Situation dar, in der die Ladungsspeicherungsinformation zu dem Kanalteil 9a transportiert wird, dadurch, dass das Potential 0(8) herabgesetzt wird.

Bei der Herstellung dieser Anordnung muss mindestens die ρ -Zone 14 unter jedem Widerstandselektrodenstreifen 8 angebracht werden, ehe das Elektrodenmaterial auf dem ersten Pegel niedergeschlagen wird.

Eine Abwandlung der Struktur der photoempfindlichen Elemente ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Entsprechende Teile sind wieder mit den gleichen Bezugsziffern und -buchstaben wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet. In diesem Falle wird der an der Oberfläche liegende Teil jedes photoempfindlichen Elements 3 durch einen vergrösserten seitlichen Ansatz 9f des n-Kanalgebietteiles 9a statt durch einen an die Oberfläche grenzenden Teil des p-leitenden Teiles 17 gebildet. In diesem Falle kann in jedem photoempfindlichen Element eine tiefere Erschöpfungsschicht unter den Photogatterelektroden 5 gebildet werden, so dass Ladungsträger, die tiefer in den Körper 1 von der einfallenden Strahlung 4 erzeugt werden, besser in der zu dieser Erschöpfungsschicht gehörigen Potentialmulde gesammelt werden können. Dies ist von besonderem Interesse für Strahlung mit grösserer Wellenlänge, wie rotes Licht, die tiefer als Strahlung mit kürzerer Wellenlänge in

809808/0714

PHN. 8^97· iTsccc. Λ 26.6·.77.

io

den Körper 1 eindringen kann. Ausserdern wird die thermische Erzeugung von Ladungsträgern an der Oberfläche klein sein, weil die Oberfläche in Akkumulation ist.

Die Gebiete °f sind mit den Hauptteilen 9a über einen schmäleren Teil 9k verbunden, wie in Fig. dargestellt ist. Die hochdotierte p-leitende Zone \k erstreckt sich nun rings um jedes photoempfindliche Gebiet sowohl über die Teile 9k als auch entlang der Grenze zwischen jedem η-leitenden Teil 9f und dem p-leitenden Teil 17. Die Zone 14 bestimmt somit die Potentialsperren für Elektronen ring_s um die Potentialmulde, die auf jedem Element 3 gebildet ist. Wo sich die Zone 14 in dem η-leitenden Gebiet 9 (d.h. an den Teilen 9k) befindet, ist die Potentialsperre für Elektronen weniger hoch (z.B. +3 V) als wo die Zone 14 mit dem p-leitenden Teil 17 in Kontakt ist (z.B. 0 V). Venn also das Photogatterelektrodenpotential 0(P) auf Null geschaltet wird, werden die gespeicherten Elektronen aus dem Gebietteil 9f über den Teil 9k in der Transportleitung 6 transportiert. Der Deutlichkeit halber ist die isolierte Elektrodenstruktur nicht in der Draufsicht nach Fig. 11 dargestellt; das η-leitende Gebiet 9a, f, k ist mit einer vollen Linie angegeben und die untiefe p-leitende Zone 14 ist mit gestrichelten Linien angedeutet. Erwünschtenfalls kann eine untiefe p-Implantation mit

809808/0714

PHN. 8497.

einer niedrigen Dosierung auch in diesen photoempfindlichen Elementen 3 an der Oberfläche der η-leitenden Teile 9*" und unter Verwendung sowohl der isolierten Widerstands— elektroden 8 als auch der Photogatterelektroden 5 als Implantationsmaske in diesem Gebiet durchgeführt werden. Eine derartige Implantation kann dazu dienen, Oberflächenleckströme in diesen Elementen dadurch herabzusetzen, dass die Erzeugung von Elektronen an der Oberfläche herabgesetzt wird, während ein Driftfeld eingeführt werden kann, das den Transport photoerzeugter Elektronen von der Oberfläche zu der Potentialmulde unter der Photogatterelektrode 5 vergrbssert.

.Die Anmelderin hat gefunden, dass durch Anwendung von Widerstandsgattertransportleitungen mit Driftfeldern zum Auslesen aus einer Reihe photoempfindlicher Elemente das Signal-Rausch-Verhältnis einer Bildaufnahmeanordnung im allgemeinen verbessert werden kann, insbesondere wenn "Bulk"—Kanaltransportleitungen verwendet werden.

Es dürfte einleuchten, dass für den Fachmann viele Abarten möglich sind. So können die Geometrie, die Dotierung, der spezifische Widerstand und andere Eigenschaften der verschiedenen Teile innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Die Leitungstypen der verschiedenen Halbleitergebiete können alle gleichzeitig in die entgegengesetzten Leitungstypen umgewandelt werden, wobei

809808/0714

Ι'ΠΝ. 8^97. ι,- 26.6.77.

fa

naturgemäss gleichzeitig die Polaritäten der angelegten Spannungen geändert werden. Andere Ladungstransport— und —speichermedien als Silizium und andere Isolierschichtmaterialien und Elektrodenmaterialien können natürlich auch Anwendung finden.

Statt das Driftfeld in den Transportleitungen durch einen Potentialunterschied entlang einer Widerstandselektrode 8 zu erzeugen, kann ein sich ändernder Schwelleneffekt akgewandt werden. So kann z.B. eine Elektrode 8 mit einem niedrigeren Widerstand mit einer einzigen Verbindung, über die daran ein Potential angelegt wird, verwendet werden; in einem derartigen Falle kann unter dieser Elektrode 8 ein Driftfeld dadurch erhalten werden, dass ein n-Dotierungsgradient entlang des Transportkanalteiles 9a (z.B. durch Implantation) erzeugt oder in der Isolierschicht 16 eine Menge Ladung (z.B. durch Implantation ) angebracht wird, die sich über die Länge der Transportleitung 6 ändert, oder durch das Vorhandensein einer Isolierschicht 16, deren Dicke mit dem Abstand entlang der Leitung 6 abnimmt. Derartige Anordnungen mit sich änderndem Schwellwert sind zur Zeit aber im allgemeinen schwieriger auf gut reproduzierbare Weise herstellbar.

Die Transportleitungen brauchen nicht gerade zu sein, sondern können stattdessen mäanderförmig sein.

809808/07U

PHN.

Sowohl die Zeilen als auch die Spalten der Reihe photoempfindlicher Elemente 2 und die Transportleitungen 6 und die Photogatterelektroden 5 brauchen nicht zueinander senkrecht zu sein. Bildaufnahmeanordnungen nach der Erfindung könnten zum Detektieren von Strahlungsmustern, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden können, verwendet werden. Statt einen festen Potentialunterschied V(r) entlang der Widerstandselektrode 8 anzulegen, kann der Potentialunterschied für Ladungstransport dadurch erhalten werden, dass das Potential am einen Ende der Elektrode 8 in bezug auf das Potential am anderen Ende getaktet wird; wenn in diesem Falle die Leitungen 6 nicht für Ladungstransport verwendet werden, können sich die beiden Verbindungen 10 und 11 auf dem gleichen Potential befinden, so dass eine weitere Herabsetzung der geringen Wärmeverlustleistung möglich ist, die sich aus dem kleinen Strom entlang der Elektroden 8 beim Vorhandensein des genannten Potentialunterschiedes ergibt. Eine derartige Taktspannung kann dadurch erhalten werden, dass ein weiterer Impulsgenerator 88 angebracht wird.

809808/07U

5V .

Leerseite

Claims (1)

1. pun. δ4 97· 26.6.77.

   PATENTANSPRUECHE:

   1.y BildaufnahmeanOrdnung mit einem Halbleiterkörper, einer Matrix photoempfindlicher Elemente, die"in Zeilen und Spalten auf dem ersten Teil des genannten Körpers zum Erzeugen und Speichern beweglicher Ladungsträger infolge einfallender Strahlung angebracht sind, ersten Mitteln, die gespeicherte Ladungsträger aus der genannten Matrix zu einem anderen Teil des genannten Körpers transportieren und die Ladungstransportiertungen enthalten, die kammförmig mit den Spalten der genannten Matrix ineinander eingreifen, und zweiten Mitteln, die an dem genannten anderen Teil des Körpers ein Ladungstransportschieberegister definieren, dem von den genannten ersten Mitteln parallel die Ladungsinformation von einer Zeile der genannten Reihe zugeführt wird und das einen sequentiellen Ausgang für die genannte Information bildet, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch die die Ladungsspeicherungsinformation von jeder gesonderten Zeile der Matrix in den genannten Transportleitungen transportiert wird, und dass jede der genannten Transportleitungen eine langgestreckte Widerstandselektrode enthält, die gegen den unterliegenden Teil des genannten Körpers isoliert ist und sich entlang der zugehörigen Spalte der Matrix erstreckt, wobei die genannte Widerstandselektrode mit Verbindungen zum Anlegen eines Potentialunterschiedes entlang der genannten Widerstandselektrode

   809808/07U

   ORIGINAL INSPECTED

   PUN. &49V. 26.6.77.

   versehen ist, um in dem genannten unterliegenden Körperteil ein Driftfeld in der Richtung des genannten Schieberegisters zum Transportieren der genannten beweglichen Ladungsträger zu dem genannten Schieberegister zu erzeugen.

   2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten ersten Mittel weiter einen Puffer zur zeitweiligen Speicherung der Ladungsspeicherungsinformation einer Zeile vor der Einführung in das genannte Schieberegister enthalten, wobei der genannte Puffer ein Eingangsgatfeer von den Widerstandselektrodentransportleitungen her und ein Ausgangsgatter zu dem Schieberegister enthält..

   3. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photoempfindlichen Elemente jeder Zeile eine gemeinsame Photogatterelektrode enthalten, die sich quer zu den genannten Transportleitungen erstreckt und gegen die genannte Widerstandselektrode und gegen die unterliegende Halbleiteroberfläche isoliert ist, wobei diese Photogatterelektroden nur einen Teil der Fläche der Matrix photoempfindlicher Elemente bedecken und dazu dienen, sowohl in jedem photoempfindlichen Element eine Potentialmulde zu erzeugen, in der die genannten Ladungsträger gespeichert werden, als auch die Ladungsspeicherungsinformation von einer Zeile der genannten photoempfindlichen Element· zu

   809808/07U

   ΓΗΝ. 31*97. 26.6.77.

   genannten Widerstandselektrodentransportleitungen SU transportleren.

   k. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Photogatterelektroden Aus dotiertem polykristallinen! Silizium bestehen und für rotes Licht besser als für blaues Licht durchlässig sind.

   5. Bildaufnahmeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Körpers, der unter jeder der genannten Widerstandselektroden liegt und in dem das genannte Driftfeld erzeugt wird, ein an die Oberfläche grenzendes Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp ist, das von einem Halbleiterteil vom entgegengesetzten Leitungstyp umgeben ist und ohne Lawinenvervielfachung völlig erschöpft werden kann, um Transport der genannten Ladungsspeicherungsinformation durch das genannte Gebiet in Form von Ladungsträgern vom genannten ersten Leitungstyp zu ermöglichen, die über das innere des genannten Gebietes unter der genannten Widerstandselektrode driften.

   6. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp eine höher dotierte Oberflächeneone enthält, die sich entlang und unter der langgestreckten Widerstandselektrode erstreckt.

   809808/07U

   PIIN. 8^97·

   7. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gebiet vom ersten Leitungstyp, das sich unter jeder Widerstandselektrode befindet, eine laterale Erweiterung vom genannten ersten Leitungstyp besitzt, die sich zwischen der Matrix photoempfindlicher Elemente und dem genannten Schieberegister befindet und mit einer Drainverbindung versehen ist und dazu dient, überschüssige Ladungsträger vom genannten ersten Leitungstyp, die in einem photoempfindlichen Element in der zu der genannten Transportleitung gehörigen Spalte erzeugt werden können, aus der Widerstandselektrodentransportleitung abzuführen.

   8. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten überschüssigen Ladungsträger entlang derselben Transportleitung wie die genannten Ladungsspeicherungsinformation transportiert werden, und dass ein Gatter zwischen der genannten Drainverbindung und der genannten Transportleitung vorhanden ist, um Durchgang der genannten überschüssigen Ladungsträger zu der genannten Drainverbindung zu ermöglichen. 9· Bildaufnahmeanördnung nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, dass eine an die Oberfläche grenzende dotierte Zone vom genannten ,entgegengesetzten Leitungstyp sich entlang des genannten Gebietes vom ersten Leitungstyp und unter jeder Widerstandselektrode erstreckt,

   809808/07U

   PHN. 8497.

   um auf einer Seite eine erste Ladungstransportleitung
   zu bilden, die sich in der Nähe einer Spalte photoempfindlicher Elemente für den Transport von Ladungsinformation befindet, und auf der anderen Seite eine
   zweite Ladungstransportleitung in der Nähe der benachbarten Spalte photoempfindlicher Elemente zu bilden, die mit
   der genannten Drain verbunden ist für Transport der
   genannten überschüssigen Ladungsträger aus der genannten benachbarten Spalte.

   10. Bildaufnahmeanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9i sofern abhängig vom Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Potentialmulden der
   photoempfindlichen Elemente in den an die Oberfläche
   grenzenden Teilen des genannten Teiles vom entgegengesetzten Leitungstyp zwischen den genannten Gebieten vom genannten ersten Leitungstyp gebildet werden, und dass die Sperre zwischen der Potentialmulde und den benachbarten Gebieten vom ersten Leitungstyp auf einer Seite weniger hoch als auf der anderen Seite ist.

   11. Bildaufnahmeanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9t sofern vom Anspruch J oder k abhängig, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gebiet vom ersten
   Leitungstyp Jeder der genannten Transportleitungen laterale Erweiterungen enthält, die den in der Nähe der Oberfläche liegenden Teil der photoempfindlichen Elemente

   809808/0714

   PHN.

   bilden, in dem die genannten Potentialmulden gebildet werden, wobei eine an die Oberfläche grenzende Zone vom entgegengesetzten Leitungstyp im genannten Gebiet vom ersten Leitungstyp rings um das photoempfindliche Gebiet des genannten Gebietes vorhanden ist, so dass eine Potentialsperre rings um das genannte Gebiet gebildet werden kann, die in der Nähe des Transportleitungsteiles des genannten Gebietes eine geringere Höhe aufweist.

   12. Schaltung mit einer Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 2 oder nach einem anderen davon abhängigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auslesen der Ladungstransportinformation einer Zeile über das Schieberegister die Ladungsinformation der nächsten Zeile zu dem genannten Puffer transportiert wird.

   13. Vorrichtung mit einer Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 8 oder einem davon abhängigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens beim Transport der Ladungsspeicherungsinformation einer Zeile durch die genannte WiderStandselektrodentransportleitungen überschüssige Ladungsträger, die in einem photoempfindlichen Element erzeugt werden, zeitweilig in diesem photoempfindlichen Element durch eine zeitweilige Erhöhung des an die photoempfindlichen Elemente angelegten Potentials ge speichert werden, wonach das genannte Potential auf einen Pegel für die Speicherung von Ladungsträgern entsprechend

   809808/07U

   PlIN. 8«»97.

   26.6.77.

   der auszulesenden Information und für den Transport der genannten überschüssigen Ladungsträger zu der genannten Drainverbindung Über die genannten Widerstandselektrodentransportleitungen und das genannte Gatter herabgesetzt wird.

   809808/0714