NL8800627A - Ladingsgekoppelde inrichting. - Google Patents
Ladingsgekoppelde inrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8800627A NL8800627A NL8800627A NL8800627A NL8800627A NL 8800627 A NL8800627 A NL 8800627A NL 8800627 A NL8800627 A NL 8800627A NL 8800627 A NL8800627 A NL 8800627A NL 8800627 A NL8800627 A NL 8800627A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- charge
- channel
- channels
- electrodes
- charge transport
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 8
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/72—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
PHN 12.475 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken "Ladingsgekoppelde inrichting*.
De uitvinding heeft betrekking op een ladingsgekoppelde inrichting met een halfgeleiderlichaam omvattende tenminste twee aan een oppervlak gedefinieerde en naast elkaar gelegen ladingstransportkanalen met evenwijdige ladingstransportrichtingen, en met op het oppervlak 5 aangebrachte, zich in de langsrichting van de ladingstransportkanalen uitstrekkende rijen van klokelektroden voor het aanleggen van klokspanningen ten behoeve van het bestuurbaar opslaan van informatie representerende ladingspakketten in ladingsopslaggebieden in de ladingstransportkanalen en voor het transporteren van ladingspakketten 10 van een ladingsopslaggebied naar een volgend ladingsopslaggebied, waarbij tussen de twee ladingstransportkanalen tenminste een, door kanaalbegrenzingsgebieden begrensd verbindingskanaal aanwezig is, via welk ladingspakketten van een ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal naar het tweede ladingstransportkanaal kan worden 15 overgeheveld.
Deze inrichting kan deel uitmaken van het horizontale uitleesregister van een twee-dimensionale ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting waarvoor de uitvinding in het bijzonder van belang is. Deze beeldopneeminrichtingen omvatten een stelsel van verticale 20 ladingstransportkanalen via welke beeldinformatie representerende ladingspakketten parallel in lijnen naar het uitleesregister worden getransporteerd. De ladingspakketten worden parallel in het horizontale uitleesregister ingevoerd, per lijn, en vervolgens door het horizontale register getransporteerd aan de uitgang waarvan ze in serie kunnen 25 worden uitgelezen. Zoals bekend worden voor het horizontale uitleesregister bij voorkeur 2 of 3 naast elkaar gelegen ladingstransportkanalen gebruikt, waarbij de ladingspakketten van een beeldlijn over deze 2 c.q. 3 transportkanalen wordt verdeeld, alvorens naar de uitgang te worden getransporteerd. Een dergelijke inrichting is 30 onder meer bekend uit het artikel "High Density Frame Transfer Image Sensor" van Beek et al, gepubliceerd in "Proceedings of the 14th Conference on Solid State devices, Tokyo 1982, Japanese Journal of --^.
.8800627 PHN 12.475 2
Appl. Phys. Vol 22 (1983) Suppl. 22-1, pg. 109/112. In Fig. 5 van deze publicatie wordt een horizontaal uitleesregister met 3 parallel-kanalen getoond.
Behalve in 2-dimensionale beeldopnemers, kan een 5 ladingsgekoppelde inrichting van de in de aanhef beschreven soort met tenminste twee naast elkaar gelegen ladingstransportkanalen en tenminste 1 verbindingskanaal tussen deze kanalen, ook in andere typen inrichtingen voorkomen, zoals bijvoorbeeld in lijnsensors. Dit type sensor, dat bijvoorbeeld voor facsimile doeleinden kan worden gebruikt 10 omvat in principe een enkele lijn van photogevoelige elementen of pixels. Aan elke zijde van de lijn kunnen twee (of meer) ladingstransportkanalen aangebracht zijn t.b.v. het uitlezen. De steek tussen de pixels kan dan 4x zo groot zijn als-de bit-steek in de ladingsgekoppelde inrichting, wat vaak gewenst wordt in verband met het 15 oplossend vermogen. Een ladingsgekoppelde inrichting van de in de aanhef beschreven soort kan worden toegepast in enkel voor signaal-verwerkings doeleinden bestemde inrichtingen. Hoewel de uitvinding in het bijzonder aan de hand van 2-dimensionale beeldopnemers zal worden beschreven, dient hierbij derhalve bedacht te worden dat de uitvinding niet tot dit 20 type inrichtingen is beperkt.
Bij beeldsensoren, zoals ondermeer in de hier voor genoemde publicatie is beschreven, wordt telkens een lijn van ladingspakketten,corresponderend met een lijn pixels van bijvoorbeeld een T.V. weergeefinrichting, vanuit een geheugen in het horizontale 25 uitleesregister gevoerd. De tijdsperiode die voor het overhevelen van de parallel-sectie naar het horizontale uitleesregister en het verdelen van de ladingspakketten over de drie horizontale kanalen wordt bepaald door de lijnterugslagtijd, die bijvoorbeeld 12 psec. bedraagt.
In de praktijk is gebleken dat het verdelen van de 30 ladingspakketten over de drie horizontale kanalen een zeer kritische operatie is, en dat, althans bij gebruik van de normale klokspanningen de periode van de lijnterugslagtijd te kort is, waardoor het transportrendement door het achterblijven van lading te laag is.
De uitvinding beoogt ondermeer een configuratie aan te 35 geven waarmee, met behoud van de andere, goede, eigenschappen, het transport via de verbindingskanalen tussen de ladingstransportkanalen wordt verbeterd.
.8800627 PHN 12.475 3
De uitvinding berust onder andere op het inzicht dat de hierboven beschreven transportproblemen in belangrijke mate veroorzaakt worden door de geringe breedte van de verbindingskanalen, en dat door aan de klokelektroden een speciale geometrie te geven, de 5 verbindingskanalen aanzienlijk verbreed kunnen worden.
Een ladingsgekoppelde inrichting van de in de aanhef beschreven soort is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de klokelektrode behorend bij het genoemde eerste ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal, althans aan de aan het 10 verbindingskanaal grenzende zijde breder is dan de bij een naburig ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal behorende klokelektrode.
Doordat de breedte van het verbindingskanaal gecorreleerd is aan de breedte van de aangrenzende zijde van de klokelektrode van het 15 eerste ladingstransportkanaal, is het, door deze breedte te vergroten ten koste van andere klokelektroden, mogelijk ook plaatselijk de breedte van het verbindingskanaal te vergroten. Gebleken is dat op deze wijze de beschreven transportproblemen al grotendeels kunnen worden vermeden.
De genoemde klokelektrode kan rechthoekig zijn, waarbij 20 derhalve de tegenoverliggende zijde in dezelfde mate als de aan het verbindingskanaal aangrenzende zijde is vergroot t.o.v. andere klokelektroden.
Een voorkeursuitvoering is daardoor gekenmerkt dat de genoemde, bij het eerste ladingsopslaggebied behorende klokelektrode aan 25 de zijde die aan het verbindingskanaal grenst een grotere breedte heeft dan aan de tegenoverliggende zijde. Een gunstige vorm voor de klokelektrode is een trapeziumvorm. Door variërende breedte ontstaat onder de klokelektrode een elektrisch veld waardoor het transport van lading, die onder de elektrode is opgeslagen, in de richting van het 30 verbindingskanaal wordt bevorderd.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de bijbehorende schematische tekening waarin
Fig. 1 het schema geeft van een FT-sensor met 3 horizontale uitleesregisters; 35 Fig. 2 een schematisch bovenaanzicht van een deel van de horizontale uitleesregisters in een FT-sensor volgens de uitvinding;
Fig. 3 een dwarsdoorsnede van deze inrichting langs de .8800627 PHN 12.475 4 lijn III-III geeft;
Fig. 4 een dwarsdoorsnede langs de lijn IV-IV in Fig. 2 geeft;
Fig. 5 een schematisch bovenaanzicht van een deel van 5 twee naast elkaar gelegen horizontale registers en een tussenliggende dwarsverbinding op vergrootte schaal weergeeft.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een beeldopneeminrichting waarvoor bij wijze van voorbeeld een sensor van het rasteroverdrachttype (Frame Transfer of FT type) wordt genomen. 10 Het zal echter duidelijk zijn dat de uitvinding zonder meer ook in bijvoorbeeld sensoren van het interlijntype kan worden toegepast. Fig. 1 geeft een schema van een FT-sensor. Het grootste deel van de sensor wordt gevormd door een groot aantal naast elkaar gelegen CCD-kanalen 1 waarvan de transportrichting van boven naar beneden loopt. De kanalen 1 15 zijn onderling gescheiden door kanaalbegrenzingsgebieden die in de figuur met onderbroken lijnen zijn weergegeven. Het stelsel van kanalen 1 is verdeeld in twee delen A en B die resp. de opneemsectie, waarop het op te nemen stralingsbeeld wordt geprojecteerd, en de geheugensectie waarin het tijdens een integratieperiode gegenereerde ladingpatroon 20 wordt opgeslagen. Gewoonlijk wordt de geheugensectie B door middel van een reflecterende laag tegen invallende straling afgeschermd. De ladingopslag en het ladingtransport worden gestuurd door klokspanningen en 0B^ die aan klokelektroden 2 worden aangelegd die in de tekening slechts schematisch zijn weergegeven. De suffixen A en B 25 refereren hierbij aan de onneemsectie resp. de geheugensectie. De suffixen i refereren aan de phase, en kunnen bijvoorbeeld voor een 4-phase CCD de waarde 1,2,3 of 4 hebben.
Het uitlezen vindt plaats met behulp van het horizontale register C, waarin het ladingtransport van rechts naar links 30 plaatsvindt. Het horizontale register C is in dit uitvoeringsvoorbeeld samengesteld uit 3 horizontale kanalen 3,4 en 5, waarvan de uitgangen zijn gekoppeld met een uitgangsversterker 6 aan de uitgang waarvan de signalen kunnen worden afgenomen. In plaats van 3 kanalen of registers kan het horizontale register C uiteraard ook 2 of eventueel 4 kanalen 35 omvatten. Aan het gebruik van een meervoudig uitleenregister C in plaats van een enkelvoudig register zijn meerdere voordelen verbonden. In het bijzonder kunnen in dit verband ontwerptechnische voordelen vermeld . 880 0627 PHN 12.475 5 worden, die verkregen worden dankzij het feit dat het nu beter mogelijk is ontwerpparameters van de verticale registers A,B en de horizontale registers C op elkaar af te stemmen.
Van de opneemsectie A en de geheugensectie B zullen hier 5 verder geen details worden beschreven daar deze voor de uitvinding niet relevant zijn en desgewenst in de algemeen toegankelijke literatuur gemakkelijk kunnen worden gevonden.
Bij het uitlezen wordt telkens een videolijn van ladingspakketten uit de geheugensectie B in het horizontale 10 uitleesregister C overgeheveld. De ladingspakketten worden over de 3 kanalen verdeeld zodanig dat bijvoorbeeld de ladingspakketten uit het meest linkse register 1, en het 4°, 7° enz. register 1 worden opgeslagen in het horizontale kanaal 3 (symbolisch door de pijlen 8 weergegeven), de ladingspakketten in het 2° register 1, en de 5°, 15 8° enz. registers 1 in het horizontale kanaal 4 (pijl 9) en het ladingspakket uit het 3°, 6°, 9° enz. register 1, in het horzontale kanaal 5 (pijl 10). Dit transport kan op velerlei wijzen worden uitgevoerd, die echter allen gemeen hebben dat het transport 9 naar het kanaal 4 en het transport 10 naar het kanaal 5 plaats dienen te 20 vinden via het kanaal 3 resp. via de kanalen 3 en 4, in een richting dwars op de horizontale hoofdtransportrichting van deze kanalen. Zoals al hiervoor in de inleiding is aangegeven, is het vaak moeilijk om dit dwarstransport binnen de gestelde tijdslimieten uit te voeren, wat in de praktijk vaak betekent dat lading achterblijft waardoor het 25 transportrendement laag is.
Fig. 2 geeft een bovenaanzicht van een deel van het horizontale uitleesregister C volgens de uitvinding. Ter verduidelijking van de opbouw van de schakeling zijn in Fig. 2 en 4 enkele doorsneden langs resp. de lijnen III-III en IV-IV getekend. In Fig. 2 zijn enkele 30 verticale kanalen 1 aan de overgang tussen de B-sectie en de C-sectie weergegeven. De kanalen 1 zijn onderling gescheiden door kanaalbegrenzingsgebieden 11 die in de tekening duidelijkheidshalve grijs zijn gemaakt. Verder zijn in de tekening de laatste ladingsopslagelektrode 12 en de overdrachtselektrode 13 weergegeven. De 35 elektroden van zowel de A, B secties als van de C-sectie kunnen op, op zichzelf bekende wijze uitgevoerd zijn in een bedradingssysteem met drie polykristallijne siliciumlagen, waarbij elektrode 13 is aangebracht in .8800627 PHN 12.475 6 de 1° polykristallijne siliciumlaag en elektrode 12 in de 2° polykristallijne siliciumlaag. Zoals uit de tekening blijkt zijn de elektroden overlappend aangebracht, zodanig dat naburige en elkaar overlappende elektroden onderling zijn geïsoleerd door tussenliggende, 5 niet weergegeven oxidelagen of lagen van een andere diëlektrisch materiaal. De verschillende polykristallijne siliciumlagen zullen in het hierna volgende, in de volgorde van aanbrengen, kortweg worden aangeduid met poly I, poly II en poly III.
De horizontale registers of kanalen 3,4 en 5 vormen in 10 dit voorbeeld een 3-phase CCD. Het zal zonder meer duidelijk zijn dat deze registers ook als 2- of als bijvoorbeeld 4-phase CCD's kunnen worden uitgevoerd. De klokspanningen worden aangevoerd via drie kloklijnen 14, 15 en 16,die bijvoorbeeld door.Al-banen worden gevormd, en elk met de poly-elektroden van een van de 3-phasen zijn 15 gecontacteerd. De horizontale kanalen 3 zijn van elkaar gescheiden door kanaalbegrenzers 17 (evenals de zones 11 grijs gemaakt). Voor het transport, dwars op de lengterichting ten behoeve van het verdelen van ladingspakketten over de drie kanalen, zijn in de kanaalbegrenzers 17 kanalen 18 vrijgelaten, via welke lading van het kanaal 3 naar het 20 kanaal 4 en van kanaal 4 naar kanaal 5 kan worden getransporteerd. In de tekening is de grens tussen de dwarskanalen 18 en de kanaalbegrenzer 17 met onderbroken lijnen aangegeven. Boven de kanaalbegrenzers 17 en de dwarskanalen 18 zijn overdrachtspoorten 19,1 en 19,2 aangebracht, die in het onderliggende deel van de dwarskanalen 18 ladingsopslagplaatsen 25 definiëren. Deze poorten, uitgevoerd in poly I vertonen ter plaatse van de dwarskanalen 18 kleine uitsteeksels die dienen om het transport naar de dwarskanalen 18 te verbeteren, zoals o.a. is beschreven in de Europese Octrooiaanvrage EP-A 0.125.732 (PHN 10.676), ter inzage gelegd 21-11-84, ten name van Aanvraagster.
30 In tegenstelling tot de uitvoering zoals in de hiervoor genoemde publicatie is getoond waarin de dwarskanalen 18 schuin t.o.v. de langsrichting van de overdrachtspoorten 19,1 en 19,2 lopen, staan de dwarskanalen in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld praktisch loodrecht op de langsrichting van de overdrachtspoorten. Hierdoor wordt het 35 voordeel verkregen dat de afstand waarover het dwarstransport moet plaatsvinden, zo kort mogelijk is. Zoals verder in de tekening is weergegeven, worden de dwarskanalen of verbindingen 18 van boven naar .S800627 PHN 12.475 7 beneden breder, en wel zodanig dat aan de benedenkant een ladingsopslagplaats kan worden gevormd waarin de ladingspakketten kunnen worden opgeslagen alvorens naar het aangrenzende horizontale kanaal te worden getransporteerd.
5 De klokelektroden van het horizontale register C strekken zich uit tussen de kloklijnen 14-16 en de B-sectie, in een richting dwars op de ladingstransportrichting van de horizontale kanalen 3,4 en 5. De elektroden 20, 22, 24, 26 die zijn uitgevoerd in poly III, en de elektroden 21, 23, 25 in poly II, strekken zich dwars over de 10 overdrachtspoorten 19,1 en 19,2 in poly I uit en overlappen de overdrachtspoort 13 die eveneens in poly I is uitgevoerd. De elektroden 20-26 zijn op de gebruikelijke wijze via contactvensters in een glaslaag et de Al-kloklijnen 14, 15 en 16 aangebracht,
Zoals uit de tekening blijkt verspringen de elektroden 15 20-26, gaande van kanaal 3 naar kanaal 4, en van kanaal 4 naar kanaal 5, telkens over een afstand van ongeveer een elektrode, waardoor het ogelijk wordt om, bij het transport via de dwarskanalen 18 de lading van de ene phase naar een andere phase te sturen.
Fig. 3 geeft duidelijkheidshalve een dwarsdoorsnede van 20 de inrichting ter plaatse van de overdrachtspoort 19,2. De inrichting omvat, bij wijze van voorbeeld een n-type silicium substraat 30, dat aan zijn oppervlak 31 is voorzien van een p-type oppervlaktegebied 32.
In dit p-type gebied zijn n-type oppervlaktezones 33 aangebracht die de dwarskanalen 18 vormen. De kanalen 18 zijn onderling gescheiden door 25 tussenliggende delen van het p-type gebied 32 waarvan desgewenst ter plaatse van de zones 34, de p-type doteringsconcentratie kan zijn verhoogd en die de kanaalbegrenzingsgebieden 17 vormen. Het oppervlak 31 is bedekt met een dunne oxidelaag 35 die een poortdiêlektricum vormt, en waarop de overdrachtspoort 19,2 in de vorm van een polykristallijne 30 siliciumlaag (poly I) is aangebracht, waarmee de potentiaal in de kanalen 18 ingesteld kan worden. De poort 19,2 is bedekt met een oxidelaag 36 of een laag van een ander geschikt diêlektricum, die de poort 19,2 isoleert van de elektroden 20-26.
Fig. 4 geeft een doorsnede langs een deel van het 35 horizontale kanaal 4. Dit kanaal wordt gevormd door een in het p-type gebied 32 gevormde n-type zone van dezelfde samenstelling als de dwarskanalen 18. De dikte en de doteringsconcentratie van deze zones .8800627 t Η PHN 12.475 8 zijn zodanig gekozen dat de inrichting als een CCD van het begraven kanaaltype kan worden bedreven. De klokelektroden 23, 25 en 27 zijn gevormd uit de poly II laag en worden overlapt door de elektroden 22, 24, 26 die in de poly III laag zijn uitgevoerd. In het hierna volgende 5 zal onder een elektrode, wanneer er sprake is van zijn breedte, dat gedeelte van de elektrode worden verstaan dat effectief is, d.w.z. dat gedeelte van de elektrode dat in afhankelijheid van de aangelegde spanning, de potentiaal in het onderliggende deel van het kanaal 4 bepaalt. Dit betekent dat die delen van de elektroden 22,24, 26 die in 10 poly III zijn uitgevoerd, die de elektroden 23, 25, enz (poly II) overlappen, en dus niet tot het potentiaalverloop in het kanaal 4 bijdragen, niet tot de effektieve elektrodebreedte behoren. De breedte van de effektieve elektroden 22, 24, 26 wordt slechts bepaald door het gedeelte van de elektroden dat op de diëlektrischelaag 35 is gelegen.
15 Zoals uit Fig. 2 blijkt, zijn de klokelektroden 20-26, niet, zoals gebruikelijk, allen even breed, maar zijn zodanig gedimensioneerd dat de elektroden 20, 23 en 26 althans aan de zijde grenzend aan de dwarskanalen 18 een grotere breedte hebben dan een tussenliggende opslagelektrode 21 en/of 22.
20 In een eenvoudige uitvoeringsvorm kunnen de elektroden 20- 26 allen als een rechthoek worden uitgevoerd waarbij de breedte van de elektroden 20, 23 en 26 groter is dan die van de elektroden 21, 22, 24, 25 enz. In de onderhavige uitvoeringsvorm echter hebben de elektroden 20-26 aan de bovenkant praktisch gelijke breedte, en neemt de breedte 25 van de elektroden 20, 23, 26 enz. naar beneden toe geleidelijk toe, ten koste van de breedte van de elektroden 21, 22, 24, 25.
Het effect van de geometrie van de elektroden wordt geïllustreerd in Fig. 5. In deze figuur zijn schematisch de elektroden 23-26 boven de kanalen 5 en 6 en een van de dwarskanalen 18 30 weergegeven. In de tekening zijn slechts de effectieve elektroden getekend. Overlappende gedeelten zijn duidelijkheidshalve niet getekend. De onderbroken lijnen 38 geven de begrenzingen tussen de elektroden weer wanneer deze een conventionele, rechthoekige geometrie van onderling gelijke dimensies zouden hebben. In een specifieke 35 uitvoering zou de breedte van de elektrode 26, d.w.z. de afstand tussen de punten L en 0, dan 8 pm bedragen. Omdat er tussen de punten L en 0 en de laterale begrenzing van de dwarskanalen 18 een bepaalde afstand in .8800627 PHN 12.475 9 acht genomen moet worden, in dit geval ongeveer 1 1/2 pm, blijft voor het dwarskanaal 18 aan de zijde van het ladingstransportkanaal 5 een breedte over van ongeveer 5 ym. Deze breedte is zo klein, dat ter plaatse tijdens het transport van lading van het kanaal 5 naar het 5 kanaal 6, smalle kanaaleffecten optreden die het ladingstransport in ernstige mate bemoeilijken. Door, zoals in de tekening is weergegeven de elektrode 26 te verbreden, en wel zodanig dat de breedte KP ongeveer 10 ym bedraagt, kan, met in achtname van dezelfde tolerantie voor het kanaal 18, de breedte MN van het kanaal 18 vergroot worden tot 7 ym.
10 Deze vergroting blijkt zodanig te zijn dat daarmee de hiervoor beschreven transportproblemen geheel kunnen worden vermeden.
De vergroting van de elektrode gaat ten koste van de breedte van de overige elektroden, aangezien de gemiddelde steek in elke groep van 3 elektroden niet mag veranderen t.o.v. de steek van de 15 verticale registers 1. Om het verlies van ladingsopslagvermogen zoveel mogelijk te reduceren, zijn de beide andere elektroden 24, 25 aan de zijde van het dwarskanaal 18 elk ongeveer 1 ym smaller gemaakt, tot een breedte van ongeveer 7 ym. Aan de bovenkant, d.w.z. aan de van het kanaal 18 afgekeerde zijde, zijn de elektroden 24, 25 en 26 ongeveer 20 even breed, n.1. ongeveer 8 ym.
De elektrode 26 wordt door zijn trapeziumvorm van boven naar beneden breder. Deze vorm heeft het voordeel dat een elektrisch veld in het kanaal 5 wordt geïnduceerd dat zodanig gericht is dat elektronen, die onder de elektrode 26 zijn opgeslagen naar beneden 25 worden geduwd, in de richting van het dwarskanaal 18, waardoor het transport van het kanaal 5 naar het dwarskanaal 18 gunstig wordt beïnvloed.
Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot het hier gegeven uitvoeringsvoorbeeld, maar dat binnen het kader van 30 de uitvinding voor de werkman nog veel variaties mogelijk zijn.
Zo kunnen de registers 4,5 en 6 ook door 2-phase of 4-phase CCD's worden gevormd. De registers 4,5 en 6 kunnen voorzien zijn van een elektronensysteem bestaande uit opslagelektroden en overdrachtselektroden, waarbij de overdrachtselektroden onderling 35 gelijke breedten hebben en de ladingsopslagelektroden corresponderend met een dwarskanaal tussen de registers een grotere breedte hebben dan de overige ladingsopslagelektroden.
.880 0627 « PHN 12.475 10
De uitvinding is ook toepasbaar in CCD's met slechts twee, onderling door dwarskanalen verbonden, horizontale registers.
Verder is de uitvinding niet alleen toepasbaar in beeldsensoren, maar kan ook in andere typen ladingsgekoppelde 5 inrichtingen worden toegepast.
Behalve van het begraven kanaal type, kan de ladingsgekoppelde inrichting ook van het oppervlaktetransport-type zijn. Verder is de uitvinding toepasbaar in alle andere CCD-inrichtingen met parallel -in serie- uit configuraties, zoals sensoren van het interlijn 10 type, lijnsensoren en SPS-geheugens, waarbij 2 of meer naast elkaar gelegen uitgangsregisters worden gebruikt.
.8300627
Claims (5)
1. Ladingsgekoppelde inrichting met een halfgeleiderlichaam omvattende ten minste twee, aan een oppervlak gedefinieerde en naast elkaar gelegen ladingstransportkanalen met evenwijdige ladingstransportrichtingen, en met op het oppervlak aangebrachte, zich 5 in de langsrichting van de ladingstransportkanalen uitstrekkende rijen van klokelektroden voor het aanleggen van klokspanningen ten behoeve vn het bestuurbaar opslaan van informatierepresenterende ladingspakketten in ladingsopslaggebieden in de ladingstransportkanalen en voor het transporteren van ladingspakketten van een ladingsopslaggebied naar een 10 volgend ladingsopslaggebied, waarbij tussen de twee ladingstransportkanalen ten minste een, door kanaalbegrenzingsgebieden begrensd verbindingskanaal aanwezig is, via welk ladingspakketten van een ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal naar het tweede ladingstransportkanaal kan worden overgeheveld, met het kenmerk 15 dat de klokelektrode behorend bij het genoemde eerste ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal, althans aan de aan het verbindingskanaal grenzende zijde breder is dan de bij een naburig ladingsopslaggebied in het eerste ladingstransportkanaal behorende klokelektrode.
2. Ladingsgekoppelde inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de genoemde, bij het eerste ladingsopslaggebied behorende klokelektrode aan de zijde die aan het verbindingskanaal grenst een grotere breedte heeft dan aan de tegenover liggende zijde.
3. Ladingsgekoppelde inrichting volgens conclusie 2, met het 25 kenmerk dat de genoemde klokelektrode trapeziumvormig is.
4. Ladingsgekoppelde inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk dat de twee naast elkaar gelegen transportkanalen gevormd worden door n-phase inrichtingen, waarbij in elke groep van n-elektroden van het 1° ladingstransportkanaal een 30 ladingsopslagelektrode voorkomt die met een verbindingskanaal correspondeert, en die althans aan de aan het verbindingskanaal grenzende zijde een grotere breedte heeft dan de overige ladingsopslagelektroden in dezelfde groep, die een onderling gelijke breedte hebben.
5. Ladingsgekoppelde inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het eerst en het tweede ladingstransportkanaal, het uitleesregister van een twee-dimensionale .880 0827 PHN 12.475 12 beeldsensor vormen. .8800627
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8800627A NL8800627A (nl) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Ladingsgekoppelde inrichting. |
DE68923203T DE68923203T2 (de) | 1988-03-15 | 1989-03-09 | Ladungsgekoppelte Anordnung. |
EP89200596A EP0333260B1 (en) | 1988-03-15 | 1989-03-09 | Charge-coupled device |
CN89101336A CN1027412C (zh) | 1988-03-15 | 1989-03-13 | 电荷耦合器件 |
KR1019890003034A KR890015427A (ko) | 1988-03-15 | 1989-03-13 | 전하 결합장치 |
JP1058067A JPH029138A (ja) | 1988-03-15 | 1989-03-13 | 電荷結合装置 |
US07/782,777 US5164807A (en) | 1988-03-15 | 1991-10-22 | Charge-coupled devices with locally widened electrodes |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8800627 | 1988-03-15 | ||
NL8800627A NL8800627A (nl) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Ladingsgekoppelde inrichting. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8800627A true NL8800627A (nl) | 1989-10-02 |
Family
ID=19851932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8800627A NL8800627A (nl) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Ladingsgekoppelde inrichting. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5164807A (nl) |
EP (1) | EP0333260B1 (nl) |
JP (1) | JPH029138A (nl) |
KR (1) | KR890015427A (nl) |
CN (1) | CN1027412C (nl) |
DE (1) | DE68923203T2 (nl) |
NL (1) | NL8800627A (nl) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206530A (en) * | 1989-05-02 | 1993-04-27 | Sony Corporation | Charge transfer device having multiple registers |
JPH03114236A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-15 | Sony Corp | 電荷転送装置 |
US4949183A (en) * | 1989-11-29 | 1990-08-14 | Eastman Kodak Company | Image sensor having multiple horizontal shift registers |
JP2697246B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1998-01-14 | 日本電気株式会社 | 固体撮像素子 |
US5196719A (en) * | 1990-05-14 | 1993-03-23 | Nec Corporation | Solid-state image pick-up device having electric field for accelerating electric charges from photoelectric converting region to shift register |
US5650644A (en) * | 1990-05-16 | 1997-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Charge transfer device having a plurality of vertical and horizontal charge-coupled devices with improved configurations for isolation regions and impurity implanted regions between the charge-coupled devices |
JP2949861B2 (ja) * | 1991-01-18 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | Ccdリニアイメージセンサ |
JP3146526B2 (ja) * | 1991-07-09 | 2001-03-19 | ソニー株式会社 | Ccd撮像素子 |
US5220184A (en) * | 1992-05-29 | 1993-06-15 | Eastman Kodak Company | Multiple array linear CCD imager |
FR2704978B1 (fr) * | 1993-05-07 | 1995-06-09 | Thomson Csf Semiconducteurs | Dispositif à transfert de charges à grille d'étraînement. |
JP3002365B2 (ja) * | 1993-09-16 | 2000-01-24 | シャープ株式会社 | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
JPH09246519A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-19 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
EP1356525A1 (en) | 2001-01-23 | 2003-10-29 | Dalsa Corporation | Charge-coupled device |
JP2007115912A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
US7692706B2 (en) * | 2006-07-20 | 2010-04-06 | Eastman Kodak Company | Charge summing in multiple output charge-coupled devices in an image sensor |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3971003A (en) * | 1974-11-18 | 1976-07-20 | Rca Corporation | Charge coupled device imager |
DE2842285C2 (de) * | 1978-09-28 | 1980-09-18 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Ladungsverschiebespeicher in Seriell-Parallel-Seriell-Organisation |
DE2912801A1 (de) * | 1979-03-30 | 1980-10-09 | Siemens Ag | Monolithisch integrierte filterschaltung |
DE2939518A1 (de) * | 1979-09-28 | 1981-04-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Monolithisch integrierte schaltung zur zeilenweisen bildabtastung |
US4376897A (en) * | 1980-06-25 | 1983-03-15 | International Business Machines Corp. | Low voltage serial to parallel to serial charge coupled device |
JPS58190169A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JPS58210662A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Fujitsu Ltd | 電荷転送装置 |
JPS5934658A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
US4513313A (en) * | 1982-12-07 | 1985-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state imaging device |
GB8314300D0 (en) * | 1983-05-24 | 1983-06-29 | Gen Electric Co Plc | Image sensors |
JPS60163459A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-26 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
JPS60187054A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Matsushita Electronics Corp | 電荷転送装置およびその駆動方法 |
FR2564674B1 (fr) * | 1984-05-18 | 1986-09-19 | Thomson Csf | Barrette multilineaire a transfert de charge et procede d'analyse |
JPH0697670B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1994-11-30 | 株式会社東芝 | 電荷量演算装置 |
US4658278A (en) * | 1985-04-15 | 1987-04-14 | Rca Corporation | High density charge-coupled device imager and method of making the same |
US4807037A (en) * | 1987-03-06 | 1989-02-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Low noise CCD image sensor having a plurality of horizontal CCD registers |
US4862235A (en) * | 1988-06-30 | 1989-08-29 | Tektronix, Inc. | Electrode structure for a corner turn in a series-parallel-series charge coupled device |
-
1988
- 1988-03-15 NL NL8800627A patent/NL8800627A/nl not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-03-09 EP EP89200596A patent/EP0333260B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-09 DE DE68923203T patent/DE68923203T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-13 CN CN89101336A patent/CN1027412C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-13 KR KR1019890003034A patent/KR890015427A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-03-13 JP JP1058067A patent/JPH029138A/ja active Pending
-
1991
- 1991-10-22 US US07/782,777 patent/US5164807A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1027412C (zh) | 1995-01-11 |
EP0333260A1 (en) | 1989-09-20 |
US5164807A (en) | 1992-11-17 |
KR890015427A (ko) | 1989-10-30 |
CN1037236A (zh) | 1989-11-15 |
DE68923203T2 (de) | 1996-02-01 |
EP0333260B1 (en) | 1995-06-28 |
JPH029138A (ja) | 1990-01-12 |
DE68923203D1 (de) | 1995-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8800627A (nl) | Ladingsgekoppelde inrichting. | |
US5355165A (en) | Very high frame rate CCD imager | |
NL194655C (nl) | Halfgeleiderbeeldopneeminrichting van het ladinggekoppelde type. | |
JPH05505920A (ja) | イメージセンサ | |
JPH04337670A (ja) | Ccdシフトレジスタ | |
NL8105397A (nl) | Ladingsgekoppelde inrichting. | |
US5387935A (en) | Solid state imaging device having dual H-CCD with a compound channel | |
US5365093A (en) | Solid-state imaging device with tapered channel regions | |
NL8500337A (nl) | Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting. | |
US5308970A (en) | Charge-coupled device with bi-directional readout through dual, merged readout registers | |
US4903284A (en) | Accordion-type charge-coupled devices | |
EP0523781B1 (en) | Charge-coupled imaging device | |
NL8301977A (nl) | Ladinggekoppelde beeldopneeminrichting en geheugeninrichting met hoge bitdichtheid. | |
NL8301629A (nl) | Halfgeleiderinrichting. | |
EP0161023B1 (en) | Charge-coupled semiconductor device with dynamic control | |
NL194141C (nl) | Driedimensionele CCD-beeldsensor. | |
US5060038A (en) | Charge sweep solid-state image sensor | |
BE1008077A3 (nl) | Ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting en camera voorzien van een dergelijke ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting. | |
NL8401312A (nl) | Ladingsgekoppelde inrichting. | |
JP4178638B2 (ja) | 固体撮像素子及びその駆動方法 | |
JPH11317514A (ja) | 電荷転送装置 | |
JP3397151B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
US5223727A (en) | Charge-coupled device having an improved electrode structure | |
US5477069A (en) | Charge transfer device and driving method for the same | |
JPH0436469B2 (nl) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |