[其他]對模糊現象不敏感的圖象傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 101985000001868
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101868B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發明（設計）人: 鮑德金斯
• 申請（專利權）人: 菲利普光燈制造廠
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 許新根

圖象傳感器由一具有很多連接表面溝道的半導體襯底組成，溝道區由連接表面的溝道隔離區相互分開，而且進一步和相對表面平行延伸的半導體區相接。溝道區的摻雜濃度超過半導體區的摻雜濃度，而半導體區本身的摻雜濃度超過半導體襯底的摻雜濃度，半導體區的厚度在溝道區中心處有一個最小值。在這樣的圖象傳感器中，在垂直表面的方向上可以實現電勢變化，從而可強烈抑制“模糊”現象的產生。本發明也涉及這個圖象傳感器的制造方法。

本發明涉及一個圖象傳感器，該傳感器組成如下;由第一種導電類型材料構成半導體襯底，襯底上有很多由第一種導電類型材料構成的連接表面的溝道區域;這些溝道區與呈現在表面上的電極系統成直角;工作時，在上述溝道區域中收集和傳輸電荷;第一種導電類型材料構成的溝道，被由第二種導電類型材料構成的連接表面的溝道隔離區相互分開，并且進一步與第二種導電類型材料構成的，基本上與表面平行延伸的半導體區相連接。

本發明進一步涉及該圖象傳感器的制造辦法。

上述的圖象傳感器，在工作時，把電壓加到各電極上，結果在溝道中形成由勢壘相互分開的勢井圖型。在一集聚時間中，由入射輻射產生于半導體材料內的電荷被收集在勢井中，于是形成一個與入射圖象相對應的電荷圖象。在集聚時間后，加時鐘電壓到各電極，結果通過溝道區傳輸所收到的電荷群，并將這些電荷群，轉送到存貯器。這樣的方法，就是所謂的幀或場的轉送方法（frame or field transfer method），然后，在電視輸入信號的下一個集聚周期中，對電荷進一步處理。

由于基本上平行表面延伸的半導體區的存在，在電極之間加適當的電壓，半導體區和襯底將會導致在表面和襯底之間的勢壘變化，這種變化，在半導體區顯示出一個電勢位壘。這樣從表面上看，在半導體材料中的勢壘上面產生的電荷，將導致電荷圖象的形成，而在勢壘下面產生的電荷，將不會影響電荷圖象的形成。由于長波輻射比短波輻射能更深地穿透半導體材料。勢壘的位置決定了圖象傳感器的光譜靈敏度。

在英國專利申請第2054961號開頭的段落中，公開了一種圖象傳感器，器件中的半導體區和溝道區的摻雜濃度不超過襯底的濃度。結果，在溝道區收集的電荷可影響表面和半導體襯底之間的電勢變化，其方式為：在半導體區域中，最初出現的勢壘，當超過給定的電荷值時，便在集聚周期中消失掉。在集聚周期內，由于強烈的局部輻射，在局部產生的電荷量將超過所說給定電荷量，超過的電荷，能流過半導體襯底。這樣能防止集聚時間內，過剩的電荷可能遍布于溝道區出現的許多相連勢井上。這種現象常常被稱為“模糊現象”，它能引起電視圖象中的特殊干擾線，這種模糊現象是由圖象傳感器獲得的信號形成的。

已知的圖象傳感器，是由半導體襯底及襯底表面上安排的兩個半導體層組成的。其中靠上面的半導體層是由溝道區組成，該溝道區的摻雜濃度不超過半導體襯底的濃度。這樣的結構通過在半導體材料中擴散雜質是不能獲得的。若是在某種導電類型的半色體內擴散雜質，只能形成另一種導電類型的半導體區，其摻雜濃度大于前種導電類型的半導體內的雜質濃度。為了獲得已知的圖象傳感器。必須在半導體襯底上，用外延的方法，首先生長第二種導電類型的半導體層，然后生長第一種導電類型的半導體材料。在這種層狀結構里，通過在兩層中擴散雜質的方法形成的溝道隔離區，延伸到這兩層中較低的一層上。

已知的圖象傳感器的另一個缺點是：溝道區有一個寬度，這個寬度是在制造溝道隔離區時決定的。這些溝道區域將有一個最小寬度，其尺寸等于擴散所需容器的最小尺寸，加上橫向擴散兩邊的距離。在已知的圖象傳感器中，這個距離要比形成溝道區的層厚大。從相鄰溝道區之間要求的中心距離開始，將要求的中心距離減去所需的擴散窗口寬度和大大超過兩倍溝道厚度的值后得到溝道區的寬度。實際上，例如，要求的中心距離是10μm窗口寬度是4μm，溝道區的厚度是1μm，溝道區的寬度僅僅是大約3μm。

因此已知的圖象傳感器，只能有比較狹的溝道區和比較寬的溝道隔離區。這是一個不理想的情況，因為這樣不僅每單位面積能夠收集和傳輸的電荷數量比較小，而且圖象傳感器因為這樣不僅每單位面積能夠收集和傳輸的電荷數量比較小，而且圖象傳感器因而只有一個比較低的靈敏度。在溝道區產生的電荷，能流到半導體襯底，并對圖象的形成無任幫助。