NL8304035A - Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. - Google Patents
Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8304035A NL8304035A NL8304035A NL8304035A NL8304035A NL 8304035 A NL8304035 A NL 8304035A NL 8304035 A NL8304035 A NL 8304035A NL 8304035 A NL8304035 A NL 8304035A NL 8304035 A NL8304035 A NL 8304035A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- channel
- conductivity type
- channel regions
- zones
- semiconductor
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 16
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 4
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 88
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 102000004129 N-Type Calcium Channels Human genes 0.000 description 1
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14887—Blooming suppression
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/965—Shaped junction formation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
9’ ' .............."m H3N 10.855 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.
"Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan".
De uitvinding heeft betrekking op een beeldopneennnrichting met een halfgeleider substraat van een eerste geleidings type met een aantal aan een oppervlak ervan grenzende, dwars op een stelsel van op het oppervlak aanwezige elektroden gerichte kanaalgebieden van het eerste gelei-5 dings type, waarin tijdens bedrijf lading wordt verzameld en getransporteerd en die onderling gescheiden zijn door aan het oppervlak grenzende kanaalscheidingszcnes van het tweede tegengestelde geleidingstype en verder grenzen aan een praktisch evenwijdig aan het oppervlak verlopende halfgeleiderzone van het tweede geleidingstype.
10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting.
Bij een dergelijke beeldcpneeminrichting worden tijdens bedrijf aan de elektroden zulke spanningen aangelegd, dat in de kanaalgebieden een patroon van, onderling door potentiaalbarriêres gescheiden, potenti-15 aalkuilen wordt gevormd. In deze potentiaalkuilen wordt gedurende een zekere integratietijd lading die in het halfgeleidermateriaal door invallende straling wordt opgewekt, verzameld. Aldus wordt een met een stralings-beeld overeenkomend ladingsbeeld gevormd. Na de integratietijd worden aan de elektroden klokspanningen aangelegd, waardoor de verzamelde ladingspa-20 ketten door de kanaalgebieden worden getransporteerd en bijvoorbeeld naar een opslagregister worden overgebracht. Een dergelijke werkwijze heet frame- of fieldtransfer. Vervolgens wordt de lading tijdens de volgende integratieperiode verder verwerkt tot televisie-ingangssignalen.
Door de aanwezigheid van de praktisch evenwijdig aan het opper-25 vlak verlopende halfgeleiderzone zal, bij het aanlegger van geschikte spanningen tussen de elektroden, de halfgeleiderzone en het substraat, tussen het oppervlak en het substraat een potentiaal verloop ontstaan dat ter plaatse van de halfgeleiderzone een potentiaalbarriêre vertoont. Hierdoor zal lading die gezien vanaf het oppervlak boven deze potentiaalbar-30 riêre in het halfgeleidermateriaal wordt opgewekt wel en lading die onder deze potentiaalbarriêre wordt opgewekt niet tot de vorming van het ladingsbeeld bijdragen. Omdat langgolvige straling dieper In het halfgeleidermateriaal kan doordringen dan kortgolvige straling, wordt door de plaats 8304035 * PHN 10.855 2 van de potentiaalbarriêre de spektrale gevoeligheid van de beeldopneemin-richting bepaald.
Uit de Engelse octrooiaanvrage nr. 2054961 is een beeldopneem-inrichting van de in de aanhef genoemde soort békend# waarbij de halfge-5 leiderzone en de kanaalgebieden een doteringsconcentratie vertonen die niet groter is dan die van het substraat. Hierdoor kan in de kanaalgebieden verzamelde lading het potentiaalverlocp tussen het oppervlak en het halfgeleidersubstraat zodanig beïnvloeden, dat de potentiaalbarrière die aanvankelijk ter plaatse van de halfgeleiderzone aanwezig was ver-10 dwijnt als tijdens de integratieperiode een zekere hoeveelheid lading wordt overschreden. Als tijdens de integratieperiode tengevolge van een plaatselijke# sterke bestraling# plaatselijk zoveel lading wordt opgewekt dat genoemde zekere hoeveelheid wordt overschreden# dan kan de overmaat aan lading afvloeien naar het halfgeleidersubstraat. Zo kan warden 15 voorkomen dat die overmaat aan lading zich kan verspreiden over een groot aantal naburige# tijdens de integratieperiode in de kanaalgebieden aanwezige potentiaalkuilen. Dit, vaak met "blooming" aangeduide verschijnsel kan aanleiding geven tot zeer hinderlijke strepen in een televisiebeeld dat wordt gevormd met behulp van met een dergelijke beeldcpneeminrichting 20 verkregen signalen.
De békende beeldcpneeminrichting omvat een halfgeleidersubstraat waarop twee halfgeleiderlagen aanwezig zijn - waarvan de bovenste de kanaalgebieden bevat - met een doteringsconcentratie die niet groter is dan die van het halfgeleidersubstraat. Een dergelijke opbouw kan niet worden 25 verkregen door middel van diffusie van verontreinigingen in halfgeleider-materialen. Bij diffusie van verontreinigingen in een halfgeleiderlichaam van het ene geleidingstype kan slechts een zone van het andere geleidingstype worden gevormd waarvan de doteringsconcentratie groter is dan die van het halfgeleiderlichaam. Qm de bekende beeldcpneeminrichting te maken 30 zal eerst op een halfgeleidersubstraat van het eerste geleidingstype een laag van het tweede geleidingstype en vervolgens een laag van het eerste geleidingstype epitaxiaal moeten, warden aangegroeid. In deze lagenstruk-tuur kunnen dan door middel van diffusie van verontreinigingen in beide lagen zich tot in de onderste van de twee lagen uitstrékkende kanaalschei-35 dingszones worden gevormd.
Een ander bezwaar van de bekende beeldcpneeminrichting is, dat de kanaalgebieden een breedte hebben die bepaald wordt bij de vervaardiging van de kanaalscheidingszones. Deze zones zullen een minimale breedte 83 0 4 0 3 5 ..........
« H3N 10.855 3 vertonen die gelijk is aan de minimale afmetingen van een bij de diffusie benodigd venster# aan weerszijden vermeerderd met de afstand waarover laterale diffusie plaatsvindt. Deze afstand is bij de bekende beeldcpneemr inrichting groter dan de dikte van de laag waarin de kanaalgebieden wor-5 den gevormd. Uitgaande van een gewenste hartafstand tussen naburige kanaalgebieden blijft er dan voor de breedte van de kanaalgebieden over de gewenste hartafstand verminderd met de breedte van het benodigde dif-fusievenster en ruim tree maal de dikte van de kanaalgebieden. In de praktijk is de gewenste hartafstand bijvoorbeeld 10^,um, de vensterbreedte 10 4yUm en de dikte van de kanaalgebieden 1^um; voor de breedte van de kanaalgebieden resteert dan slechts circa 3^um.
De békende beeldopneeminrichting heeft dus relatief smalle kanaalgebieden en relatief trede kanaalscheidingszcnes. Dit is een ongewenste situatie# cmdat hierdoor niet alleen de hoeveelheid lading die per 15 eenheid van oppervlak kan worden verzameld en getransporteerd relatief klein is# maar ook# omdat hierdoor de beeldopneeminrichting een relatief geringe gevoeligheid vertoont. In de kanaalscheidingszcnes opgewekte lading kan wegvloeien naar het halfgeleidersubstraat en zal dan niet bijdragen aan de beeldvorming.
20 Het doel van de uitvinding is onder meer een beeldopneeminrich ting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarbij in de kanaalgebieden verzamelde lading het potentiaalverlocp tussen het oppervlak en het halfgeleidersubstraat eveneens zodanig kan beïnvloeden dat een overmaat lading naar het halfgeleidersubstraat kan afvloeien en die rela-25 tief brede kanaalgebieden en relatief smalle kanaalscheidingszones bezit.
De beeldopneeminrichting van de in de aanhef genoemde soort heeft daartoe, volgens de uitvinding als kenmerk# dat de kanaalgebieden een doteringsccncentratie vertonen die groter is dan die van de halfgeleider-zcne die qp zijn beurt weer groter is dan de doteringsconcentratie van 30 het halfgeleidersubstraat, waarbij de halfgeleiderzone een dikte heeft die in de richting dwars cp de kanaalgebieden een verloop vertoont met minima ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden.
De beeldopneeminrichting volgens de uitvinding kan eenvoudig door middel van diffusie van verontreinigingen in een halfgeleidersubr-35 straat van het eerste geleidingstype worden vervaardigd. Zo kunnen via een eerste maskering met op vaste hartafstand van elkaar verlopende vensters zones van het tweede geleidingstype en vervolgens via een tweede .. masker ing met op dezelfde hartafstand van elkaar verlopende vensters# de 8304033 ΡΗΝ 10.855 4 Λ <* kanaalgebieden vormende zones van het eerste geleidingstype worden aangebracht. De tweede maskering wordt daarbij zodanig geplaatst dat de kanaalgebieden midden tussen de zones van het tweede geleidingstype warden gevormd. De kanaalgebieden warden dan onderling door aan het oppervlak 5 grenzende zones van het tweede geleidingstype ( de kanaa Iscbeidingszones) gescheiden, terwijl ze verder grenzen aan een praktisch evenwijdig aan het oppervlak verlopende zone van het tweede geleidingstype. Deze zone heeft een dikte die in een richting dwars op de kanaalgebieden verloopt en minima vertoont ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden. De 10 kanaalgebieden bezitten een doteringsconcentratie die groter is dan die van de eronder liggende halfgeleiderzone, terwijl die op zijn beurt een doteringsconcentratie bezit die groter is dan die van het halfgeleider-substraat. Hierdoor is een effektieve anti-blocming mogelijk.
Bij de beeldopneeminrichting volgens de uitvinding is de breedte 15 van de kanaalgebieden gelijk aan de breedte van de vensters in de tweede masker ing vermeerderd met de afstand waarover laterale diffusie optreedt. Deze afstand is vrijwel gelijk aan de dikte van de kanaalgebieden. Beperkende faktor is in dit geval de minimale afstand die tussen twee vensters in acht moet worden genomen. Bij een gewenste hartafstand tussen de ka-20 naalgebieden is de maximale breedte van deze kanaalgebieden gelijk aan deze hartafstand verminderd met de minimale venster afstand en „vermeerderd met twee maal de dikte van de kanaalgebieden. In een, met het in het voorgaande genoemde overeenkomend, praktijk voorbeeld is de hartafstand 10yUm, de minimale vensterbreedte 4^um en de dikte van de kanaalgebieden 1^,um; 25 de breedte van de kanaalgebieden wordt dan ten minste 8^um. Vergeleken met de bekende beeldopneeminrichting heeft de beeldopneeminrichting volgens de uitvinding relatief brede kanaalgebieden en relatief smalle ka-naalscheidingszanes.
De uitvinding heeft eveneens betrekking cp een werkwijze voor 30 het vervaardigen van een beeldopneeminrichting van de in de aanhef genoemde soort. Deze werkwijze heeft als kenmerk, dat in een halfgeleider-substraat van het eerste geleidingstype, door middel van diffusie van verontreinigingen, via een eerste masker ing met op vaste hartafstand van elkaar verlopende vensters zones van het tweede geleidingstype en ver-35 volgens via een tweede masker ing met cp dezelfde hartafstand van elkaar verlopende vensters, de kanaalgebieden vormende zones van het eerste geleidingstype worden aangebracht, waarbij de tweede maskering zodanig ge-....... plaatst wordt dat de kanaalgebieden midden tussen de zones van het tweede ......83 0 4 0 3 5 * " * EHN 10.855 5 geleidingstype worden gevormd.
Op deze wijze wordt met behulp van eenvoudige diffusietechnieken een beeldopneeminrichting verkregen waarbij de kanaalgebieden onderling gescheiden zijn door aan het oppervlak grenzende halfgeleiderzones van 5 het tweede geleidingstype (de kanaalscheidingszones) en verder grenzen aan een halfgeleiderzane van het tweede geleidingstype. De kanaalgebieden vertonen een doteringsconcentratie die groter is dan die van de half ge-leider zone, die op zijn beurt een doteringsconcentratie vertoont die groter is dan die van het halfgeleidersubstraat. De halfgeleiderzane 10 heeft een dikte die in de richting dwars op de kanaalgebieden een verloop vertoont met minima ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden. De aldus gevormde beeldcpnemer kan zodanig gebruikt worden dat het optreden van blooming sterk onderdrukt is.
De uitvinding wordt in het navolgende, bij wijze van voorbeeld 15 nader toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont:
Fig. 1 schematisch een bovenaanzicht van een uitvoeringsvorm van de teeldopneeminrichting volgens de uitvinding,
Fig. 2 een doorsnede van de beeldopneeminrichting van Fig. 1 volgens de lijn II-II, 20 Fig, 3 een doorsnede van de beeldopneeminrichting van Fig. 1 volgens de lijn III-III,
Fig. 4 het potentiaalverlocp in de beeldopneeminrichting volgens de uitvinding in een richting dwars op het oppervlak en
Fig. 5, 6 en 7 achtereenvolgens een stadium van vervaardiging 25 van de beeldopneeminrichting volgens figuur 1,2 en 3.
De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend, waarbij ter wille van de duidelijkheid in de dwarsdoorsneden in het bijzonder de afmetingen in de dikterichting sterk zijn overdreven. Halfgeleiderzones van hetzelfde geleidingstype zijn in dezelfde richting gearceerd? over-s 30 eenkanstige delen zijn in de regel met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.
De figuren 1 t/m 3 tonen schematisch een beeldopneeminrichting met een halfgeleidersubstraat 1 van een eerste geleidingstype, in het voorbeeld een n-type siliciumsubstraat. Aan een oppervlak 2 hiervan gren-35 zen een aantal, dwars cp een stelsel van op het oppervlak aanwezige elektroden 3,4,5 en 6 gerichte kanaalgebieden 7 van het eerste geleidingstype, waarin tijdens bedrijf lading wordt verzameld en getransporteerd ~ en die onderling gescheiden zijn door aan het oppervlak 2 grenzende ka- 83 04 0 3 5 ~............................................
EHN 10.855 6 • * naalscheidingszones 8 van het tweede tegengestelde geleidingstype en verder grenzen aan een praktisch evenwijdig aan het oppervlak 2 verlopende half geleider zone 9 van het tweede geleidingstype. De elektrodes 3/4,5 en 6 zijn van het oppervlak 2 geïsoleerd door een isolerende laag 10 van bij-5 voorbeeld siliciumoxide.
Tijdens bedrijf worden zoals in het volgende nog besproken zal warden zulke spanningen aan de elektrodes 3,4,5 en 6 aangelegd, dat in de kanaalgebieden 7 een patroon van, onderling door bijvoorbeeld onder de elektrodes 3 gelegen potentiaalbarriêres gescheiden, potentiaal kn tl en 10 wordt gevormd. In deze ander.de elektrodes 4,5 en 6 gevormde potentiaal-kuilen wordt gedurende een zekere integratietijd lading, die in het half-geleidermateriaal 7 en 9 door invallende straling wordt opgewekt, verzameld. Aldus wordt in een eerste deel 11 van de beeldopneeminrichting een met een stralingsbeeld overeenkomend ladingsbeeld gevormd. Na de integratietijd 15 worden aan de elektroden 3,4,5 en 6 en aan elektrodes 12,12,14 en 15 klokpulsen . aangelegd waardoor de verzamelde ladingspakketten door de kanaalgebieden 7 worden getransporteerd en bijvoorbeeld naar een opslagre-gister 16 worden overgebracht. Hieruit kan de lading dan tijdens een volgende integratietijd voor verdere signaalverwerking werden uitgelezen.
20 Het cpslagregister 16 wordt door een niet getekende reflekterende alumi-niumlaag afgedekt zodat de lading in dit register niet door invallende straling gewijzigd kan worden.
Tijdens bedrijf worden tussen de elektrodes 3,4,5 en 6 en het substraat 1 spanningen aangelegd waardoor ter plaatse van de halfgeleider-25 zone 9 een potentiaalbarrière gevormd wordt. Lading die boven deze poten-tiaalbarriêre wordt opgewekt, zal wel en lading die onder deze potentiaalbarrière wordt opgewekt zal dan niet tot de vorming van het ladingsbeeld bijdragen. Omdat langgolvige straling dieper in het half geleidermateriaal kan doordringen dan kortgolvige straling, kan door de keuze van de 30 plaats van de potentiaalbarrière de spektrale gevoeligheid van de beeldopneeminrichting warden bepaald.
Volgens de uitvinding vertonen, bij de beeldopneeminrichting zoals beschreven aan de hand van de figuur 1,2 en 3 de kanaalgebieden 7 een doteringsconcentratie die groter is dan die van de halfgeleiderzone 9 die 35 pp zijn beurt weer groter is dan die van het substraat 1. In het voorbeeld 16 is de doteringsconcentratie van de n-type kanaalgebieden 7 circa 10 atomen per cc., de doteringsconcentratie van de p-type halfgeleiderzone 9 15 ..... circa 3.10 atcmen per cc en de doteringsconcentratie van het n-type 8 3 0 4 0 3 5 “...................
PHN 10.855 7 14 substraat 1 circa 5.10 atanen per cc. De halfgeleiderzede 9 heeft verder een dikte die in de richting dwars op de kanaalgebieden 7 een verloop vertoont met minima ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden 7. Door deze maatregelen zal de potentiaal in de beeldopneeminrich-5 ting in de richting dwars op het oppervlak 2 een verloop vertonen zoals schematisch in figuur 4 is aangegeven. In deze figuur is de potentiaal V in het midden van de kanaalgebieden 7 als functie van de afstand X tot het oppervlak 2 aangegeven. De halfgeleiderzone 9 is hierbij aan aard-potentiaal gelegd, het half geleider substraat 1 aan een spanning van circa 10 -15 Volt. Met kromte 20 is in deze figuur aangeduid het potentiaal verloop aan het begin van een integratieperiode. Het potentiaalverloqp vertoont een potentiaalkuil 21, die zich in het kanaalgebied 7 bevindt, en een potentiaalbarriêre 22, die zich op een diepte van de halfgeleiderzone 9 bevindt. Tijdens de integratieperiode kan het potentiaalverloop via de 15 krerane 23 tot krerane 24 ten gevolge van de in het kanaalgebied 7 verzamelde negatieve lading veranderen. Is de situatie zoals weergegeven met krcnue 24 bereikt, dan is tussen de potentiaalkuil 25 in het kanaalgebied 7 en het substraat 1 nog slechts zo'n kleine potentiaalbarriêre 26 aanwezig dat als er daar ter plaatse nog meer lading wordt opgewekt deze kan 20 wegstranen naar het substraat 1. In de lengterichting van de kanaalgebieden kunnen potentiaalkuilen gerealiseerd worden door aan de elektrode 3 bijvoorbeeld een spanning V2 aan te leggen en aan de elektrodes 4,5 en 6 de spanning V^; onder de elektrodes 4,5 en 6 ontstaat dan het potentiaalverloop 20,23 en 24, onder de elektrode 3 het potentiaalverloop 27. (Met 25 stippellijnen is in de figuur de spanningsval over de isolerende laag 10 aangegeven). Cp deze wijze is bereikt dat een teveel aan lading in zo'n potentiaalkuil naar het substraat 1 zal wegvloeien in plaats van naar naburige potentiaalkuilen in het kanaalgebied 7. Dit, vaak net "blooming" aangeduide verschijnsel kan aanleiding geven tot zeer hinderlijke strepen 30 in een televisiebeeld dat wordt gevormd met behulp van met een dergelijke beeldcpneeminrichting verkregen signalen.
De beschreven "anti-bloaming" kan met zeer praktische spanningen tussen elektrodes 3,4,5 en 6 en het substraat worden gerealiseerd al a volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding de halfgeleider-35 zone 9 ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden 7 onderbroken is en daar spleten 17 vertoont.
Zoals uit het volgende zal blijken kan de beeldcpneeminrichting op eenvoudige wijze worden vervaardigd, waarbij de breedte van de kanaal- 8304035
;___________________________________________........I
PHN 10.855 8 gebieden 7 relatief groot en de breedte van de kanaalbegrenz ings zones 8 relatief klein kan zijn. De beeldopneeminrichting volgens de uitvinding heeft daarmede een relatief grote gevoeligheid.
De figuren 5/6 en 7 vertonen enige opeenvolgende stadia van ver-5 vaardiging van de beeldopneeminrichting volgens de figuren 1 t/m 3. Fig.
5 toont het stadium waarin in een halfgeleidersubstraat 1 van het eerste halfgeleidertype / hier n-type silicium met een gemiddelde doteringscon- 14 centratie van circa 5.10 atomen per cc, door middel van een gebruikelijke diffusie van verontreinigingen, via een maskering 30 van bijvoor-10 beeld siliciumoxide met een qp een vaste hartafstand 31 van elkaar verlopende vensters 32 zones 33 van het tweede geleidingstype, hier dus p-type, zijn aangebracht. Deze zones 33 vertonen een gemiddelde doteringsconcen- 15 tratie van circa 3.10 atomen per cc. Vervolgens worden zoals in figuur 6 aangegeven is via een tweede masker ing 34, bijvoorbeeld eveneens van 15 siliciumoxide/ met op dezelfde hartafstand 31 van elkaar verlopende vensters 35, de kanaalgebieden 7 vormende zones van het eerste geleidingstype, hier dus n-type met een gebruikelijke diffusie van verontreinigingen aangehracht, zodat de in figuur 7 getoonde struktuur wordt gevormd.
De tweede masker ing 34 is hierbij zo geplaatst, dat de kanaalgebieden 7 20 midden tussen de zones 33 worden gevormd. De kanaalgebieden 7 warden dan onderling door kanaalscheidingszones 8 van elkaar gescheiden terwijl ze verder grenzen aan de praktisch evenwijdig aan het oppervlak 2 verlopende zone 9. Deze zone 9 heeft een dikte die in de richting dwars op de kanaalgebieden verloopt en minima vertoont ter plaatse van de middens van 25 de kanaalgebieden 7. De kanaalgebieden 7 bezitten een doteringsconcentra- 16 tie, in het voorbeeld gemiddeld circa 10 atomen per cc, die groter is 15 dan die van de zone 9, in het voorbeeld gemiddeld circa 3.10 atomen per cc, die op zijn beurt groter is dan die van het substraat 1, in het voor-14 beeld circa 5.10 atomen per cc.
30 De breedte van de kanaalgebieden 7 is gelijk aan de breedte van de vensters 35 in de tweede maskering 34 vermeerderd met de afstand waarover laterale diffusie van de kanaalgebieden 7 onder de maskering 34 optreedt. Deze afstand is ongeveer gelijk aan de dikte van de kanaalgebieden 7 en bijvoorbeeld 1^um. Beperkende faktor is de minimale afstand die 35 tussen twee naburige vensters 35 in acht moet worden genomen. In een masker realiseerbaar waarbij die afstand 4^um is, dan wordt als de hartafstand 10yum is de breedte van de kanaalgebieden circa 8^um en de breedte van de kanaalbegrenzingszones 8 circa 2/um.
--83 04-0 3 5··-.....................................- ..........................................
H3N 10.855 9
Nadat vervolgens cp gebruikelijke wijze na verwijdering van de maskering 34 een isolerende laag 10 en een stelsel elektroden 3,4,5,6 en 12,13,14,15 is aangebracht is de struktuur volgens de figuren 1 t/m 3 verkregen. In figuur 1 strékken de spleten 17 zich niet uit onder de 5 elektroden 12,13,14,15 van het opslagregister 16 daar zij hier geen funk-ties vervullen, er is echter niets cp tegen cm ze hier ook aan te brengen.
Bij voorkeur vertonen de spleten 17 in de richting dwars cp de kanaalgehieden 7 een afmeting a die groter is dan de helft van de dikte 10 b van de halfgeleiderzone 9 gemeten juist naast de kamerscheidingszcnes 8. In dit geval kunnen bij een substraatspanning van + 15 Volt, een spanning op de kanaalscheidingszones van 0 Volt, Vj circa 0 Volt en V2 circa -5 Volt zijn.
Cm lading die in de kanaalscheidingszones 8 nog zoveel mogelijk 15 te benutten vertonen de kanaalscheidingszones 8 in de richting dwars op de kanaalgehieden bij voorkeur een afmeting c die kleiner is dan vier maal de dikte d van de kanaalgehieden 7 gemeten juist naast de kanaal-scheidingszones 8. Op deze wijze is verzekerd, dat in de richting dwars cp de kanaalgehieden 7 een potentiaalverloqp ontstaat waardoor in de kar 20 naalscheidingszcnes 8 opgewekte lading naar de naburige kanaalgehieden 7 vloeit en niet via de zone 9 naar het substraat 1.
De spleten 17 worden op eenvoudige wijze gerealiseerd als de hiervoor genoemde beide diffusies zo warden uitgevoerd dat de zones 9 van het tweede geleidingstype elkaar niet raken maar gescheiden worden 25 door gebieden 7,1 van het eerste geleidingstype.
Vanzelfsprekend is de uitvinding niet tot het voorgaande uit-voeringsvoorbeeld beperkt, maar zijn er voor de vakman binnen het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk. Zo kan het cp het oppervlak 2 aanwezige elektrodenstelsel lichtvensters vertonen en elkaar overlappende 30 elektrodes bevatten. Ook kan liet elektrodenstelsel in plaats van het getekende 4-fasen-kloksysteem een 3- of 2-fasen-kloksysteem vormen. In dit laatste geval en in het geval dat het elektrodensysteem lichtvensters bevat kunnen, cm gewenste potentialen in de kanaalgehieden te realiseren, nog extra halfgeleiderzones van het tweede geleidings type in de kanaal-35 gebieden warden gevormd.
8304035- —------------
Claims (7)
1. Beeldopneeminrichting met een halfgeleidersubstraat van een eerste geleidingstype met een aantal aan een oppervlak ervan grenzende, dwars op een stelsel van op het oppervlak aanwezige elektroden gerichte kanaalgebieden van het eerste geleidingstype, waarin tijdens bedrijf la-5 ding wordt verzameld en getransporteerd en die onderling gescheiden zijn door aan het oppervlak grenzende kanaalscheidingszones van het tweede, tegengestelde geleidingstype en verder grenzen aan een praktisch evenwijdig aan het oppervlak verlopende halfgeleiderzone van het tweede geleidingstype, met het kenmerk, dat de kanaalgebieden een doteringsconcentra-10 tie vertonen die groter is dan die van de halfgeleiderzone die op zijn beurt weer groter is dan de doteringsconcentratie van het halfgeleidersubstraat, waarbij de halfgeleiderzone een dikte heeft die in de richting dwars op de kanaalgebieden een verloop vertoont met minima ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden.
2. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de halfgeleiderzone ter plaatse van de middens van de kanaalgebieden onderbroken is en daar spleten vertoont.
3. Beeldopneeminrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de spleten in de richting dwars qp de kanaalgebieden een afmeting verto- 20 nen die groter is dan de helft van de dikte van de halfgeleiderzone gemeten juist naast de kanaalscheidingszones.
4. Beeldcpneeminrichting volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de kanaalscheidingszones in de richting dwars qp de kanaalgebieden een afmeting vertonen die kleiner is dan vier maal de dikte van de kanaalge- 25 bieden gemeten juist naast de kanaalscheidingszones.
5. Werkwijze voor het vervaardigen van een beeldopneeminrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een halfgeleidersubstraat van het eerste geleidingstype, door middel van.diffusie van verontreinigingen, via een eerste maskering met qp vaste hartafstand 30 van elkaar verlopende vensters zones van het tweede geleidingstype en vervolgens via een tweede maskering met qp dezelfde hartafstand van verlopende vensters, de kanaalgebieden vormende zones van het eerste geleidingstype worden aangebracht, waarbij de tweede maskering zodanig geplaatst wordt dat de kanaalgebieden midden tussen de zones van het tweede 35 geleidingstype worden gevormd.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de beide diffusies zo worden uitgevoerd dat de zones van het tweede geleidingstype . elkaar niet raken maar gescheiden zijn door gebieden van het eerste ge-
83 U 4 0 3 5“............................... ft PHN 10.855 11 ft ......''JO* leidingstype. 5 10 15 20 25 30 83 04 0 3 5- - -----.....................- ................... 35
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8304035A NL8304035A (nl) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| US06/671,154 US4654682A (en) | 1983-11-24 | 1984-11-13 | Antiblooming image sensor device |
| AT84201684T ATE32287T1 (de) | 1983-11-24 | 1984-11-20 | Ueberstrahlungsunempfindliche bildsensoranordnung und verfahren zu ihrer herstellung. |
| DE8484201684T DE3469113D1 (en) | 1983-11-24 | 1984-11-20 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| EP84201684A EP0143496B1 (en) | 1983-11-24 | 1984-11-20 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| KR1019840007286A KR920007785B1 (ko) | 1983-11-24 | 1984-11-21 | 이미지 센서장치 및 그 제조방법 |
| JP59244685A JPS60134569A (ja) | 1983-11-24 | 1984-11-21 | イメージセンサ装置およびその製造法 |
| ES537816A ES8600594A1 (es) | 1983-11-24 | 1984-11-21 | Un dispositivo sensor de imagenes. |
| IE2991/84A IE56332B1 (en) | 1983-11-24 | 1984-11-22 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| CA000468453A CA1218443A (en) | 1983-11-24 | 1984-11-22 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| AU35837/84A AU580272B2 (en) | 1983-11-24 | 1984-11-23 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| US06/930,985 US4697329A (en) | 1983-11-24 | 1986-11-14 | Method of manufacturing an antiblooming image sensor device |
| SG512/90A SG51290G (en) | 1983-11-24 | 1990-07-04 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
| HK828/91A HK82891A (en) | 1983-11-24 | 1991-10-24 | Blooming-insensitive image sensor device and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8304035A NL8304035A (nl) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| NL8304035 | 1983-11-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8304035A true NL8304035A (nl) | 1985-06-17 |
Family
ID=19842766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8304035A NL8304035A (nl) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4654682A (nl) |
| EP (1) | EP0143496B1 (nl) |
| JP (1) | JPS60134569A (nl) |
| KR (1) | KR920007785B1 (nl) |
| AT (1) | ATE32287T1 (nl) |
| AU (1) | AU580272B2 (nl) |
| CA (1) | CA1218443A (nl) |
| DE (1) | DE3469113D1 (nl) |
| ES (1) | ES8600594A1 (nl) |
| HK (1) | HK82891A (nl) |
| IE (1) | IE56332B1 (nl) |
| NL (1) | NL8304035A (nl) |
| SG (1) | SG51290G (nl) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0178664B1 (en) * | 1984-10-18 | 1992-08-05 | Matsushita Electronics Corporation | Solid state image sensing device and method for making the same |
| FR2633455B1 (fr) * | 1988-06-24 | 1990-08-24 | Thomson Csf | Matrice photosensible a transfert de trame d.t.c., avec un systeme antieblouissement vertical, et procede de fabrication d'une telle matrice |
| NL9000776A (nl) * | 1990-04-03 | 1991-11-01 | Philips Nv | Werkwijze ter vervaardiging van een ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting, alsmede beeldopneeminrichting verkregen door deze werkwijze. |
| JPH04335573A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Sony Corp | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
| JPH04373274A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-25 | Sony Corp | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
| DE69329100T2 (de) * | 1992-12-09 | 2001-03-22 | Koninkl Philips Electronics Nv | Ladungsgekoppelte Anordnung |
| JP3276005B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2002-04-22 | 日本電気株式会社 | 電荷結合素子及びその製造法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025943A (en) * | 1976-03-22 | 1977-05-24 | Canadian Patents And Development Limited | Photogeneration channel in front illuminated solid state silicon imaging devices |
| US4181542A (en) * | 1976-10-25 | 1980-01-01 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing junction field effect transistors |
| CH616024A5 (nl) * | 1977-05-05 | 1980-02-29 | Centre Electron Horloger | |
| US4173064A (en) * | 1977-08-22 | 1979-11-06 | Texas Instruments Incorporated | Split gate electrode, self-aligned antiblooming structure and method of making same |
| GB2023340B (en) * | 1978-06-01 | 1982-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | Integrated circuits |
| US4344222A (en) * | 1979-05-21 | 1982-08-17 | Ibm Corporation | Bipolar compatible electrically alterable read-only memory |
| GB2054961B (en) * | 1979-07-26 | 1983-07-20 | Gen Electric Co Ltd | Excess charge removal oin charge transfer devices |
| US4322882A (en) * | 1980-02-04 | 1982-04-06 | Fairchild Camera & Instrument Corp. | Method for making an integrated injection logic structure including a self-aligned base contact |
| NL8000998A (nl) * | 1980-02-19 | 1981-09-16 | Philips Nv | Vaste stof opneemcamera met een halfgeleidende photogevoelige trefplaat. |
| US4450464A (en) * | 1980-07-23 | 1984-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state area imaging apparatus having a charge transfer arrangement |
| US4373252A (en) * | 1981-02-17 | 1983-02-15 | Fairchild Camera & Instrument | Method for manufacturing a semiconductor structure having reduced lateral spacing between buried regions |
| US4396438A (en) * | 1981-08-31 | 1983-08-02 | Rca Corporation | Method of making CCD imagers |
| US4406052A (en) * | 1981-11-12 | 1983-09-27 | Gte Laboratories Incorporated | Non-epitaxial static induction transistor processing |
-
1983
- 1983-11-24 NL NL8304035A patent/NL8304035A/nl not_active Application Discontinuation
-
1984
- 1984-11-13 US US06/671,154 patent/US4654682A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-20 DE DE8484201684T patent/DE3469113D1/de not_active Expired
- 1984-11-20 AT AT84201684T patent/ATE32287T1/de active
- 1984-11-20 EP EP84201684A patent/EP0143496B1/en not_active Expired
- 1984-11-21 JP JP59244685A patent/JPS60134569A/ja active Granted
- 1984-11-21 KR KR1019840007286A patent/KR920007785B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1984-11-21 ES ES537816A patent/ES8600594A1/es not_active Expired
- 1984-11-22 IE IE2991/84A patent/IE56332B1/xx unknown
- 1984-11-22 CA CA000468453A patent/CA1218443A/en not_active Expired
- 1984-11-23 AU AU35837/84A patent/AU580272B2/en not_active Ceased
-
1986
- 1986-11-14 US US06/930,985 patent/US4697329A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-07-04 SG SG512/90A patent/SG51290G/en unknown
-
1991
- 1991-10-24 HK HK828/91A patent/HK82891A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES537816A0 (es) | 1985-09-16 |
| KR920007785B1 (ko) | 1992-09-17 |
| ATE32287T1 (de) | 1988-02-15 |
| HK82891A (en) | 1991-11-01 |
| KR850004002A (ko) | 1985-06-29 |
| EP0143496B1 (en) | 1988-01-27 |
| IE842991L (en) | 1985-05-24 |
| SG51290G (en) | 1990-08-31 |
| IE56332B1 (en) | 1991-06-19 |
| EP0143496A1 (en) | 1985-06-05 |
| AU580272B2 (en) | 1989-01-12 |
| US4654682A (en) | 1987-03-31 |
| JPS60134569A (ja) | 1985-07-17 |
| CA1218443A (en) | 1987-02-24 |
| AU3583784A (en) | 1985-05-30 |
| JPH0527992B2 (nl) | 1993-04-22 |
| US4697329A (en) | 1987-10-06 |
| ES8600594A1 (es) | 1985-09-16 |
| DE3469113D1 (en) | 1988-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3104489C2 (nl) | ||
| CA1128649A (en) | Imaging devices | |
| US4593303A (en) | Self-aligned antiblooming structure for charge-coupled devices | |
| US5517043A (en) | Split pixel interline transfer imaging device | |
| NL194655C (nl) | Halfgeleiderbeeldopneeminrichting van het ladinggekoppelde type. | |
| US3864722A (en) | Radiation sensing arrays | |
| EP0239151B1 (en) | Charge-coupled device | |
| NL8304035A (nl) | Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. | |
| US4757365A (en) | CCD image sensor with substantially identical integration regions | |
| NL8303268A (nl) | Werkwijze ter vervaardiging van een halfgeleiderinrichting en halfgeleiderinrichting vervaardigd door toepassing van een dergelijke werkwijze. | |
| NL8301629A (nl) | Halfgeleiderinrichting. | |
| DE3330673C2 (de) | Wärmestrahlungs-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung und Betrieb | |
| DE2753588A1 (de) | Halbleiter-photoelementanordnung | |
| US5442208A (en) | Charge-coupled device having charge reset | |
| US4463367A (en) | Frame-transfer charge-coupled image sensor device having channel sounding regions below light-admitting windows | |
| EP0069649A2 (en) | Self-aligned antiblooming structure for charge-coupled devices and method of fabrication thereof | |
| US5324968A (en) | CCD image sensor | |
| DE2952159A1 (de) | Ir-bildaufnahmeeinrichtung | |
| US5005062A (en) | Image sensor device of the frame transfer type | |
| US4862235A (en) | Electrode structure for a corner turn in a series-parallel-series charge coupled device | |
| EP0037200A1 (en) | Charge coupled device with buried channel stop | |
| EP0601638A1 (en) | Charge-coupled device | |
| NL9000776A (nl) | Werkwijze ter vervaardiging van een ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting, alsmede beeldopneeminrichting verkregen door deze werkwijze. | |
| JPS6052595B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| GB2132818A (en) | Imaging array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |