AT393181B - Bildaufnahmeanordnung - Google Patents

Description

AT393 181 B

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmeanordnung zum Auffangen eines Strahlungsbildes und zum Umwandeln dieses Bildes in ein elektrisches Signal, mit mindestens einem Halbleiterkörper, in dem an einer Hauptoberfläche eine Anzahl voneinander getrennter, zueinander praktisch paralleler Ladungstransportkanäle definiert ist, und der auf dieser Hauptoberfläche mit einer Isolierschicht versehen ist, auf der zum Ladungstransport ein Elektrodensystem angeordnet ist, das sich über den Ladungstransportkanälen erstreckt und zum Auffangen des Strahlungsbildes mit Fenstern, die die Oberfläche des Halbleiterkörpers vom Elektrodensystem unbedeckt lassen, versehen ist, wobei Strahlung, insbesondere kurzwelliges Licht, über die Fenster in den Halbleiterkörper eindringen und darin Ladungsträger erzeugen kann, welches Elektrodensystem eine erste Gruppe von Elektroden enthält, die sich in einer Richtung quer zu den Ladungstransportkanälen erstrecken und voneinander durch dazwischenliegende Öffnungen getrennt sind.

In der DE-A-3 104 455 ist eine derartige Bildaufnahmeanordnung beschrieben, bei der in einem strahlungsempfindlichen Teil des Halbleiterkörpers ein dem Strahlungs- oder Belichtungsmuster entsprechendes Muster von Ladungspaketen erzeugt wird, das nach Beendigung der Integrationsperiode zu einem Speichenegister (frame/field-transfer) übertragen werden kann. Die im Speicherregister gespeicherte Ladung wird danach zeilenweise in ein Schieberegister eingelesen, aus dem diese Ladung zur Weiterverarbeitung ausgelesen werden kann.

Mit Hilfe des Elektrodensystems können im darunterliegenden Halbleiteikörper Verarmungsgebiete induziert werden, in denen oder in deren Nähe durch Absorption von Strahlung Ladungsträger erzeugt werden können. Diese Ladungsträger können dann in den Verarmungsgebieten unter dem Elektrodensystem in Form der bereits genannten Ladungspakete gespeichert werden.

Die DE-A-3 104 455 zeigt konkret eine Bildaufnahmeanordnung, die im strahlungsempfindlichen Teil mit Fenstern versehen ist, die quer zur Transportrichtung durch eine erste Gruppe von Elektroden und in der Transportrichtung durch Teile einer Elektrode, die sich im wesentlichen über den Transportkanälen »strecken, begrenzt werden. Auf diese Weise wird eine Bildaufnahmeanordnung mit einem Elektrodensystem erhalten, das dazu geeignet ist, mit Hilfe eines Dreiphasentaktsystems die im strahlungsempfindlichen Teil erzeugten Ladungspakete in ein Speicherregister einzulesen. Dabei können zum Erreichen einer kürzeren Ansprechzeit und einer höheren Transportgeschwindigkeit die Elektrodenelemente parallel zur Transportrichtung gewünschtenfalls mittels Querverbindungen miteinander verbunden sein. Eine derartige Struktur der Elektroden verleiht der Bildaufnahmeanordnung insbesondere eine sehr gute BlauempfindlichkeiL

Zur Weiterverarbeitung wird die gespeicherte Ladung, die einem aufgenommen»! Bild entspricht, meistens in ein Signal für einen Fernsehempfänger umgewandelt. Dabei ist es üblich, abwechselnd die geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen des Bildschirms zu aktivieren. Für dieses Zeilensprungverfahren ist es daher erwünscht, daß innerhalb einer Bildperiode (1/30-1/25 s) zweimal eine Übertragung vom strahlungsempfindlichen Teil zum Speicherregister erfolgt, wobei die Ladungsspeicherung abwechselnd in unterschiedlichen Teilen des strahlungsempfindlichen Teils erfolgt. Dazu werden in der bekannten Bildaufiiahmeanordnung die Ladungspakete innerhalb ein» Bildperiode abwechselnd an unterschiedlichen Stellen angesammelt, und zwar abwechselnd unter den beiden Elektroden der ersten Gruppe und unter den Elektrodenteilen, die die Fenster in der Transportrichtung begrenz»!.

Bei dies» Art von Zeilensprungverfahren treten jedoch Probleme auf. Ein Problem besteht darin, daß in der Bildaufiiahmeanordnung für eine große Strahlungsempfindlichkeit die zwischen den Fenstern liegenden Teile der Elektroden parallel zur Transportrichtung eine größere Länge als Breite aufweisen. Die Breite dieser Elektrodenteile ist im allgemeinen wegen der Minimierung der zu verwendenden Oberfläche die minimale Bahnbreite d» üblichen Leiterbahnen. Um eine gute Strahlungsempfindlichkeit zu »halten, wird die Länge dies» Teile um einiges größer gewählt, in einem typischen Ausfühningsbeispiel 14 pm bei einer (minimalen) Bahnbreite von 3,6 pm. Wenn unter dieser Elektrode Ladung angesammelt wird, hat das zugeordnete Verarmungsgebiet daher eine Oberfläche von etwa 50 pm^. Gleichzeitig sind die Integrationsgebiete dadurch gut definiert, daß der gegenseitige Abstand der Elektroden nicht allzu groß ist (etwa 5 pm), so daß zwischen den Transportkanälen erzeugte Elektronen sich über diese benachbarten Transportkanäle verteilen.

In der bekannten Bildaufiiahmeanordnung, bei der die Kanalsperrgebiete unter den Elektroden d» ersten Gruppe hindurch verlaufen und außerdem den Transportkanal unmittelbar begrenzen, wird während der zweiten Integrationsperiode innerhalb derselben Bildperiode unter den quer zum Ladungstransportkanal liegenden Elektroden, die sich teilweise üb»lappen, Ladung angesammelt. Bei derselben (minimalen) Bahnbreite würde hier das Verarmungsgebiet höchstens eine Oberfläche von etwa 12 pm^ haben. Auß»dem grenzt das auf diese Weise erhaltene Verarmungsgebiet nur an den Ecken an die umgebenden strahlungsdurchlässigen Fenster. Dies bedeutet, daß die Ladungsträger, insbesondere wenn sie in der Mitte eines derartigen Fenstern erzeugt werden, im Vergleich zur Situation in der obenstehend beschriebenen ersten Integrationsperiode einen besond»s langen Weg zum Verarmungsgebiet zurücklegen müssen. Dieser Effekt wird noch durch die bereits genannte Tatsache, daß die F»ister in der Transportrichtung eine größere Abmessung aufweisen als in d» Richtung qu» dazu, verstärkt

Um dieses Problem zu lösen, könnten die erzeugten Signale unterschiedlich verstärkt werden, jedoch erfordert dies eine zusätzliche Steu»elektronik.

Auch eine Vergrößerung des Verarmungsgebietes unter den ersten Elektroden dadurch, daß unter diesen -2-

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Elektroden schmälere Kanalspengebiete gewählt werden, führt nur teilweise zu einem Erfolg. Es stellt sich nämlich heraus, daß sich insbesondere durch den großen Anstand des Elektrodenteils parallel zur Transportrichtung die effektive Empfindlichkeit benachbarter Integrationsgebiete durch Prozeßschwankungen und Abweichungen in der Geometrie der Elektroden dadurch wesentlich ändern kann, daß infolge dar genannten Änderung die Sperre unter diesen Elektrodenteilen schlecht definiert ist Dies könnte möglicherweise noch auf elektronischem Wege verbessert werden, und zwar dadurch, daß bei der Signalverarbeitung der Mittelwert der zwei Bildsignale benutzt wird.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Bildaufnahmeanordung der eingangs angeführten Art zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile im wesentlichen behoben sind, indem die Bildaufnahmeanordnung für Prozeßschwankungen und Maskenabweichungen weniger empfindlich ist Dabei sollen auch die Ladungspakete für geradlinige und ungeradlinige Bildzeilen auf praktisch identische Weise angesammelt werden.

Dct Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dies durch Anwendung eines Elektrodensystems erreichbar ist, bei dem im strahlungsempfindlichen Teil der Bildaufnahmeanordnung über den Transportkanälen zwar eine durchlaufende Elektrodenstruktur verwirklicht wird, so daß keine Verringerung des Transportwirkungsgrades auftritt, dabei aber eine zweite und eine dritte Gruppe von Elektroden eingesetzt werden können, die völlig oder teilweise die Ränder der Fenster definieren und quer zu der Transportrichung vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäße Bildaufnahmeanordnung der eingangs angegebenen Art ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber der ersten Gruppe von Elektroden elektrisch isolierte zweite Gruppe von Elektroden aus einer zweiten Schicht leitenden Materials und eine gegenüber der rarsten und der zweiten Gruppe von Elektroden elektrisch isolierte dritte Gruppe von Elektroden aus einer dritten Schicht leitenden Materials vorgesehen sind, wobei die Elektroden der zweiten und dritten Gruppe sich im wesentlichen in einer Richtung quer zu den Ladungstransportkanälen erstrecken und in Draufsicht kammförmig sind, wobei die Zähne des Kammes sich über den Ladungstransportkanälen erstrecken, und wobei die Zähne der Elektroden der zweiten und der dritten Gruppe abwechselnd die Öffnungen zwischen den Elektroden der ersten Gruppe füllen.

Mit einer solchen Ausbildung kann eine große Meßgenauigkeit der Fenster erzielt werden. Diese Fenster werden nun nämlich in der Transportrichtung durch in nur einem Verfahrensschritt hergestellte Elektroden der ersten Gruppe und in der Querrichtung durch Elektroden der zweiten oder der dritten Gruppe begrenzt, wobei die Elektroden der zweiten und der dritten Gruppe außerdem was die Form anlangt, einander entsprechen können. Mögliche relative Verschiebungen der zweiten und dritten Gruppe von Elektroden sind nun über die ganze Halbleiteranordnung praktisch gleich und beeinflussen die Größe der Fenster nicht

Die Teile der Elektroden über den Transportkanälen, wie sie bei der Bildaufnahmeanordnung gemäß der DE-A-3 104 455 beschrieben sind, sind nun gleichsam in zwei Gruppen aufgeteilt Dies schaffte die Möglichkeit, abwechselnd unter Elektrodenteilen einer der beiden Gruppen Ladung anzusammeln, wobei diese Elektrodenteile unmittelbar neben den strahlungsdurchlässigen Fenstern liegen. Mit Hilfe eines Vierphasentaktimpulssystems kann dann für das Zeilensprungverfahren innerhalb einer Bildperiode zweimal auf identische Weise Ladung von nahezu nebeneinanderliegenden, gut definierten Teilen des strahlungsempfindlichen Teils der Bildaufnahmeanordnung angesammelt werden. Es ist demgemäß von besonderem Vorteil, wenn das Elektrodensystem eine Elektrodenstruktur für einen an sich bekannten Vierphasentransport enthält

Auf Kosten des Platzbedarfes kann die Änderung der Größe der strahlungsempfindlichen Fenster noch weiter verringert werden, wenn die strahlungsempfindlichen Fenster durch Öffnungen in den Elektroden der zweiten und der dritten Gruppe gebildet sind; dadurch werden die Fenster zur Gänze von den Elektroden der zweiten und dritten Gruppe begrenzt, und es werden mögliche Änderungen in der Blauempfindlichkeit durch Ausrichttoleranzen beim Herstellen der ersten Gruppe von Elektroden vermieden. Für die Funktion ist es, wie bereits vorstehend angedeutet, besonders günstig, wenn die Elektroden der zweiten und der dritten Gruppe, wenigstens in Draufsicht, praktisch identisch sind. Dies ist auch herstellungsmäßig von Vorteil, da für die Erzeugung der Elektroden beider Gruppen dieselbe Maske verwendet werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeanordnung ist auch ein Ladungstransport mittels eines Zweiphasentaktimpulssystems möglich, wobei hiefür beispielsweise die Elektroden der ersten Gruppe abwechselnd mit einer Elektrode der zweiten und einer Elektrode der dritten Gruppe derart gekoppelt werden, daß die Kopplung wenigstens im Betriebszustand zwischen die Elektroden der ersten Gruppe und die Elektroden der zweiten bzw. dritten Gruppe einen Potentialunterschied einfühit

Es sei noch erwähnt, daß aus der US-A-4 141024 eine andersartige Bildaufnahmeanordnung bekannt ist, bei der das Elektrodensystem dadurch mit Fenstern versehen ist, daß jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Elektroden Aussparungen angebracht sind. Bei der Herstellung dieser Elektroden ist auf Ausrichttoleranzen Bedacht zu nehmen, was in der Regel eine Verringerung der verfügbaren Halbleiteroberfläche mit sich bringt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen: Die Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schaltbildes einer ladungsgekoppelten Bildaufnahmeanordnung, auf die sich die Erfindung bezieht; Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Teils des strahlungsempfindlichen Teils einer darartigen Bildaufnahmeanordnung; Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch die Bildaufnahmeanordnung gemäß der Linie (ΠΙ-ΙΠ) in Fig. 2; Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch die Bildaufnahmeanordnung gemäß der Linie (IV-IV) in Fig. 2; Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch die -3-

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Bildaufnahmeanordnung gemäß der Linie (V-V) in Fig. 2; Fig. 6 eine schematische Draufsicht eines Teils des strahlungsempfindlichen Teils einer anderen Bildaufnahmeanordnung nach der Erfindung; Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch diese B ildaufnahmeanordnung gemäß der Linie (VII-VH) in Fig. 6; und Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch diese Bildaufnahmeanordnung gemäß der Linie (VHI-VIII) in Fig. 6.

Die Darstellung in der Zeichnung ist nur schematisch und nicht maßstäblich, wobei deutlichkeitshalber in den Schnitten insbesondere die Abmessungen in der Dickenrichtung stark übertrieben sind. Halbleiterzonen vom selben Leitfähigkeitstyp sind im allgemeinen in derselben Richtung schraffiert, und bei den jeweiligen Ausführungsformen sind entsprechende Teile im allgemeinen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet

In Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer ladungsgekoppelten Bildaufnahmeanordnung (1) vom sog. "frame-field-transfer"-Typ. Eine derartige Bildaufnahmeanordnung enthält einen strahlungsempfindlichen Au&ahmeteil (2), in dem während einer gewissen Belichtungsperiode ein dem Strahlungsbild entsprechendes Muster elektrischer Ladungsträger gebildet wird. Nach der Belichtungsperiode wird das Muster elektrischer Ladungsträger vorübergehend in einem Speicherteil (3) gespeichen, aus dem dann das Muster mit Hilfe eines Schieberegisters (4) sequentiell ausgelesen wird. Zum Auslesen können an sich bekannte Techniken angewandt werden. Gewiinschtenfalls können die erhaltenen Signale vor der Weiterverarbeitung mit Hilfe eines schematisch dargestellten Verstädtern (22) noch verstärkt werden.

Die Bildaufnahmeanordnung enthält gemäß Fig. 2 bis 5 einen Halbleiterkörper (5), dm* beispielsweise aus einem n-leitenden Siliziumsubstrat (6) mit einem spezifischen Widerstand von etwa 10 Ohm cm (etwa 5.10^ Donatoratome/cm^) und aus einem darauf angebrachten p-leitenden Gebiet (7) mit einer Dotierung if q von etwa 3.10 J Akzeptoratomen/cnr aufgebaut ist. Das p-leitende Gebiet (7) kann beispielsweise durch epitaxiales Anwachsen erhalten sein. An der Hauptoberfläche (8) des Halbleiterkörpers (5) ist eine Anzahl von voneinander getrennten, zueinander praktisch parallelen Ladungstransportkanälen (in Fig. 1 durch das Bezugszeichen (9) angegeben) definiert, in denen Ladungsfransport erfolgen kann, wie in Fig. 1 auf schematische Weise mit Hilfe von Pfeilen (10) angegeben ist Im vorliegenden Fall wird die Ladungstransportanordnung (oder "CCD") durch eine "CCD" mit Bulk-Transport (sog. PCCD oder BCCD) gebildet Die Ladungstransportkanäle sind dabei durch n-leitende Gebiete (11) gebildet, die voneinander durch p-leitende Gebiete (12) getrennt sind. Die n-leitenden Gebiete (11) haben in diesem Beispiel eine mittlere Dotierungskonzentration von etwa 10* Atome/cm^ und sind etwa 1 μπι tief, während die Breite etwa 3,5 pm beträgt Die p-leitenden Gebiete (12) haben an der Oberfläche eine Konzentration von etwa 10^ Atome/cm^, während die Breite dieser p-leitenden Gebiete (12) an der Hauptoberfläche (8) etwa 5 μτη beträgt und sie sich bis in eine Tiefe von etwa 0,5 pm in den Halbleiteikörper (5) erstrecken.

Die Hauptoberfläche (8) ist mit einer Isolierschicht (13), beispielsweise aus Siliziumoxid, bedeckt Auf dieser Isolierschicht (13) ist eine erste Gruppe von Elektroden (15,16) vorgesehen, mit deren Hilfe zur Ladungsspeicherung und für den Ladungstransport Potentialsenken im Halbleitermaterial erzeugt werden können.

Die Elektroden (15,16) dieser ersten Gruppe sind gegeneinander isoliert und erstrecken sich in einer Richtung quer zur Richtung der Ladungstransportkanäle (11) in zueinander gleichen Abständen von etwa 4 pm.

Als Material für diese Elektroden (15,16) kann beispielsweise polykristallines Silizium gewählt werden. Weil polykristallines Silizium für kurzwelliges (blaues) Licht relativ schlecht durchlässig ist, ist das Elektrodensystem mit Fenstern (14) versehen, durch die insbesondere blaues Licht in den Halbleiterkörper (5) eindringen und dort Ladungsträger erzeugen kann.

Ferner enthält das Elektrodensystem dazu eine zweite Gruppe von Elektroden (17) und eine dritte Gruppe von Elektroden (18), die im wesentlichen quer zu den Ladungstransportkanälen (11) liegen, und von denen kammartig abstehende Teile oder Zähne (19, 20) sich über diesen Ladungstransportkanälen (11) in einer Richtung parallel zur Ladungstransportrichtung erstrecken. Die kammförmigen Elektroden (17,18) der zweiten und dritten Gruppe und die Elektroden (15,16) der ersten Gruppe begrenzen die strahlungsdurchlässigen Fenster (14) in Querrichtung der Ladungstransportkanäle (11), während die Zähne (19, 20) der kammförmigen Elektroden (17, 18) der zweiten und dritten Gruppe die Fenster (14) in der Längsrichtung der Ladungstransportkanäle (11) begrenzen. Über den Ladungstransportkanälen (11) überlappen die Elektroden (18) der dritten Gruppe teilweise die Zähne (19) der Elektroden (17) der zweiten Gruppe, während die Zähne (20) der Elektroden (18) der dritten Gruppe auf der anderen Seite derselben die Elektroden (17) der zweiten Gruppe teilweise überlappen. Dadurch, daß die Ladungstransportkanäle (11) auf diese Weise durch das Elektrodensystem völlig bedeckt sind, tritt kein Verlust an Transportwirkungsgrad auf, wenn Ladung unter diesen Elektroden (15 bis 18) transportiert wird. Über den Ladungstransportkanälen (11) bilden die Elektroden (17 und 18) in diesem Beispiel zusammen mit den Elektroden (15 und 16) ein Elektrodensystem für ein Vierphasentaktimpulssystem.

In dieser Konfiguration können durch Strahlung erzeugte Ladungsträger nun abwechselnd auf identische Weise in benachbarten Gebieten integriert werden. Dazu werden die betreffenden Ladungspakete abwechselnd unter den Zähnen (19 und 20) der Elektroden (17 bzw. 18) angesammelt. Bei Belichtung des strahlungsempfindlichen Teils (2) der Bildaufnahmeanordnung werden Ladungsträger erzeugt. Insbesondere blaues Licht erzeugt fast ausschließlich Ladungsträger bis in eine Tiefe von etwa 0,1 pm, insbesondere im p-leitenden Gebiet (12), das durch die Fenster (14) fireigelassen wird. -4-

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Die durch diese Strahlung erzeugten Löcher bleiben im ρ-leitenden Gebiet (12) zurück, während die erzeugten Elektronen sich über die benachbarten Ladungstransportkanäle (11) dadurch verteilen, daß an die Elektrode (17) oder an die Elektrode (18) eine daartige Spannung angelegt wird, daß in den Ladungstransportkanälen (11) unter den Elektroden (17 oder 18) Potentialsenken für Elektronen entstehen.

Licht mit einer größeren Wellenlänge erreicht die Hauptoberfläche (8) auch außerhalb da Fenster (14) und erzeugt Ladungsträger bis in eine viel größere Tiefe. Die Elektronen gelangen zu den nächsdiegenden Potentialsenken in den Kanalgebieten, d. h. Ladungstransportkanälen (11), wogegen die Löcher üba die p-leitenden Gebiete (12) oder das p-leitende Substrat (7) abgeführt wodoi.

Innerhalb einer Bildperiode wird nun beispielsweise während der ersten Hälfte zunächst eine derartige Spannung an die Elektroden (17) der zweiten Gruppe angelegt, daß unter ihren Zähnen (19) in den Kanalgebieten (11) Potentialsenkoi gebildet werden, in doien auf die oben beschriebene Weise Ladungspakete (Elektronen) angesammelt werden. Die Zähne (19) haben dabei beispielsweise eine Länge von 5 μτη und eine Breite von 3,6 |im und einen Abstand voneinander von 5 μτη.

Die Ladungspakete wodoi daraufhin mit Hilfe eines geeignet gewählten Taktimpulsspannungsverlaufs an den Elektroden (15,16,17 und 18) zur Weiterverarbeitung zum Speicherteil (3) transportiert. Während der zweiten Hälfte der Periode werden zunächst Potentialsenken unter den Zähnen (20) der Elektroden (18) der dritten Gruppe gebildet, die dieselben Abmessungen haben wie die Zähne (19), der Elektroden (17) da zweiten Gruppe. Damit wird erreicht daß in den beiden Hälften nur einer Periode auf fast identische Weise Ladung in zwei Reihen von Bildelementen angesammelt wird. Nach dem Ansammeln der Ladungspakete werden diese zum Speicherteil (3) transportiert. Die dazu erfordolichai Taktimpulssignale für die Elektroden (15,16,17 und 18) können nötigenfalls dazu benutzt werden, die noch gespeichote Information aus der ersten Hälfte der Bildaufnahmeperiode zum Ausgangs-Schieberegister (4) zur Weiterverarbeitung zu transportieren.

Eine noch günstigere Art des Zeilensprungverfahrens besteht darin, daß immer unter den Zähnen (19 und 20) der Elektroden (17 und 18) Ladung angesammelt wird. Nach den Integrationsperioden werden dann in der ersten Hälfte einer Bildperiode beispielsweise diejenigen Ladungspakete, die unter den Elektrodenzähnen (19) angesammelt sind, denen hinzugefügt, die unter den Elektrodenzähnen (20) angesammelt sind, und in da zweiten Hälfte waden diejenigen Ladungspakete, die unter den Zähnen (20) angesammelt sind, denen hinzugefügt, die unter den Zähnen (19) angesammelt sind. Das Zusammenfügen erfolgt derart, daß der Ladungstransport in da Richtung der Pfeile (10) erfolgt.

Da Speicherteil (3) braucht keine Strahlung aufzufangen und folglich auch nicht mit Fenstern versehen zu sein, so daß dieser Teil als Ganzes auf einer viel kleineren Oberfläche verwirklicht werden kann als der strahlungsempfindliche Teil (2).

Die erforderlichen Taktimpulssignale für den Ladungstransport im strahlungsempfindlichen Aufnahmeteil (2) sowie im Speicherteil (3) können ebenso wie die Taktimpulssignale für das Schieberegister (4) auf allgemein bekannte Weise, beispielsweise mit in Fig. 1 nicht näher angegebenen Schieberegistern, ahalten waden.

Die Bildaufhahmeanordnung kann auf übliche Weise hergestellt werden. Nachdem auf dem n-leitenden Substrat (6) die p-leitende Epitaxialschicht (7) aufgebracht wurde, werden darin die n-leitenden Kanalgebiete (11) durch Implantation oder Diffusion gebildet. Auf der Hauptoberfläche (8) wird eine dünne Oxidschicht angebracht, und darauf werden auf allgemein bekannte Weise die Elektroden (15,16) gebildet, vorzugsweise aus polykristallinem Silizium. Nach einem Oxidationsschritt zum elektrischen Isolieren der Elektroden (16,17) waden die Elektroden (17) mit den Zähnen (19) gebildet, und zwar ebenfalls aus polykristallinem Silizium. Nachdem diese Elektroden (17) ebenfalls durch einen Oxidationsschritt elektrisch isoliert wurden, werden die Elektroden (18) mit den Zähnen (20) gebildet Wenn auf diese Weise das Elektrodensystem komplettiert wurde, werden mit Hilfe eines Implantationsschrittes die p-leitenden Gebiete (12) angebracht

Die Bildaufnahmeanordnung gemäß den Fig. 1 bis 5 kann auf einfache Weise dadurch für ein Zweiphasentaktimpulssystem geeignet gemacht werden, daß zwischen den Elektroden (17 und 18) und den Zähnen (19,20) ein Potentialunterschied vorgesehen wird, so daß asymmetrische Potentialsenken entstehen. Da Potentialunterschied, in Fig. 2 auf schematische Weise durch die Spannungsquelle (21) angegeboi, kann beispielsweise mit Hilfe eines Spannungsteilos erzeugt werden, wie dies in der US-A-3 760 202 beschrieben ist oder mittels einer kapazitiven Kopplung, wie dies in der US-A-3 921 195 beschrieben ist Ein hinzukommender Vorteil diesa Konfiguration ist die goinge gegenseitige Kapazität zwischen den beiden Taktimpulsphasen, da diese einander über einen sehr kleinen Teil übalappen.

In der Bildaufhahmeanordnung gemäß den Fig. 6 bis 8 sind die Elektroden (17,18) der zweiten und dritten Gruppe derart ausgebildet daß sie allein die Fenster (14) zur Gänze definieren. Wenngleich dies auf Kosten der Oberfläche geht ist doch andererseits von Vorteil, daß dann alle Fenster (14) völlig identisch sind; dies läßt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß bei da Herstellung der gegeneinander verschobenen Elektroden (17 und 18) dieselbe Maske benutzt wird. Dadurch, daß die Elektroden (15,16) der asten Gruppe nun die Fenster (14) nicht mit begrenzen, beeinflussen gegenseitige Toleranzen zwischen diesen Elektroden (15,16) und den Elektroden (17,18) nicht die Größe da Fenster.

Die Ladungspakete werden nun abwechselnd, im wesentlichen unterhalb der als verbindende Teile ausgebildeten Zähne (19, 20), oder, beim anderen Zeilensprungverfahren, unter den Teilen (19 und 20) -5-

Claims (4)

1. AT 393 181B gleichzeitig angesammelL Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die obenstehend daigestellten Beispiele, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung für den Fachmann mehrere Möglichkeiten gegeben. So können entsprechend den Fig. 6 bis 8 die Elektroden (17, 18) der zweiten und dritten Gruppe als lange Streifen mit Öffnungen verwirklicht werden, ohne die Fenster zur Gänze zu definieren, beispielsweise wenn der Abstand zwischen den Elektroden (15,16) der asten Gruppe kleiner ist als die Abmessung der Öffnung in der Transportrichtung. Außerdem können andere Arten von Transportanordnungen benutzt werden, wie beispielsweise Eimerkettenregister oder Oberflächen-CCDs. PATENTANSPRÜCHE 1. Bildaufnahmeanordnung zum Auffangen eines Strahlungsbildes und zum Umwandeln dieses Bildes in ein elektrisches Signal, mit mindestens einem Halbleiterkörper, in dem an einer Hauptoberfläche eine Anzahl voneinander getrennter, zueinander praktisch paralleler Ladungstransportkanäle definiert ist, und der auf dieser Hauptoberfläche mit einer Isolierschicht versehen ist, auf der zum Ladungstransport ein Elektrodensystem angeordnet ist, das sich über den Ladungstransportkanälen erstreckt und zum Auffangen des Strahlungsbildes mit Fenstern, die die Oberfläche des Halbleiterkörpers vom Elektrodensystem unbedeckt lassen, versehen ist, wobei Strahlung, insbesondere kurzwelliges Licht, über die Fenster in den Halbleiterkörper eindringen und darin Ladungsträger erzeugen kann, welches Elektrodensystem eine erste Gruppe von Elektroden enthält, die sich in einer Richtung quer zu den Ladungstransportkanälen erstrecken und voneinander durch dazwischenliegende Öffnungen getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber der ersten Gruppe von Elektroden (15,16) elektrisch isolierte zweite Gruppe von Elektroden (17) aus einer zweiten Schicht leitenden Materials und eine gegenüber der ersten und der zweiten Gruppe von Elektroden elektrisch isolierte dritte Gruppe von Elektroden (18) aus einer dritten Schicht leitenden Materials vorgesehen sind, wobei die Elektroden (17,18) da zweiten und dritten Gruppe sich im wesentlichen in einer Richtung quer zu den Ladungstransportkanälen (11) erstrecken und in Draufsicht kammförmig sind, wobei die Zähne (19, 20) des Kammes sich über den Ladungstransportkanälen (11) erstrecken, und wobei die Zähne (19, 20) der Elektroden (17,18) da zweiten und der dritten Gruppe abwechselnd die Öffnungen zwischen den Elektroden (15,16) da ersten Groppe füllen.
2. 2. Bildaufnahmeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen Fensta (14) durch Öffnungen in den Elektroden (17,18) da zweiten und der dritten Gruppe gebildet sind.
3. 3. Bildaufhahmeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (17,18) der zweiten und der dritten Gruppe, wenigstens in Draufsicht, praktisch identisch sind.
4. 4. Bildaufnahmeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodensystem (15,16,17,18) eine Elektrodenstruktur für einen an sich bekannten Vierphasentransport enthält. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -6-