МАТРИЧНЫЙ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ
MATRIX CHARGE-COUPLED PHOTOSENSITIVE DEVICE

Изобретение относится к области производства оптоэлектронных приборов, в частности к производству матричных ФПЗС.
В настоящее время хорошо известна конструкция матричного фоточувствительного прибора с зарядовой связью, выбранная в качестве аналога (например, Sony ICX082AL, с диагональю 2/3”). В этих ПЗС матрицах используются ячейки с четырехфазной структурой и работают в режиме чересстрочной развертки. Недостатком таких матричных фоточувствительных приборов с зарядовой связью является режим работы с чересстрочной разверткой.
2
В качестве прототипа предлагаемой структуры выбран матричный фоточувствительный прибор с зарядовой связью (Kodak KAI - 1003М). Фотообласть прибора состоит из фоточувствительных элементов с числом 1024×1024 и размером элемента 12×12 мкм. Так как прибор работает в режиме прогрессивной развертки, требуется более плотная упаковка вертикального сдвигового регистра. В связи с этим в данном приборе этот регистр выполнен по двухфазной схеме в двух слоях поликремния со встроенным барьером. Недостатком прибора прототипа с двухфазной схемой является маленькая зарядовая емкость регистра.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание матричного прибора с зарядовой связью с более плотной структурой за счет конструкции ячеек и большей зарядовой емкости регистра.
Поставленный технический результат реализуется таким образом, что матричный фоточувствительный прибор с зарядовой связью, содержащий горизонтальный сдвиговый регистр, выходное устройство, алюминиевые шины на периферии, фоточувствительные ячейки на основе фотодиодов и вертикальных сдвиговых регистров, отличающийся тем, что вертикальные сдвиговые регистры выполнены по трехфазной схеме в двух слоях поликремния, причем в одной из ячеек фаза 1 и фаза 3 выполнены в первом слое поликремния, а фаза 2 - во втором слое, а в смежной ячейке фаза 1 и фаза 3 выполнены во втором слое поликремния, а фаза 2 - в первом слое поликремния, при этом фаза 2 контактирует с алюминиевой шиной, которая перекрывает вертикальный сдвиговый регистр, а фаза 1 и фаза 3 выводятся на периферию поликремниевыми шинами, контактирующими с алюминиевыми шинами непосредственно в ячейке матрицы.
Новизна предложенной структуры заключается в конструктивной особенности вертикального сдвигового регистра, у которого фазы выполнены то в первом слое, то во втором слое поликремния. Фазы, выполненные в первом слое поликремния, а в смежной ячейке во втором слое поликремния, выводятся на периферию поликремниевыми шинами, где они контактируют с соответствующими алюминиевыми шинами посредством контактных окон, а оставшаяся фаза контактирует с соответствующей алюминиевой шиной в ячейке матрицы, что позволяет увеличить зарядовую емкость регистра.
На чертеже изображено поперечное сечение структуры заявляемого матричного фоточувствительного прибора с зарядовой связью согласно изобретению, где введены следующие обозначения:
1 - фаза 1;
2 - фаза 2;
3 - фаза 3;
4 - алюминий периферийный;
5 - второй слой поликремния;
6 - первый слой поликремния;
7 - алюминиевые шины;
8 - подзатворный диэлектрик;
9 - область скрытого канала;
10 - подложка;
11 - толстый окисел.
Пример.
На подзатворном диэлектрике (8) и области скрытого канала (9) лежит поликремниевая структура затворов, состоящая из поликремния первого слоя (6) и поликремния второго слоя (5), на которых лежит изолирующий слой, в котором, в свою очередь, вскрыты контактные окна к этим слоям поликремния. Алюминиевые шины проходят на периферии (4) и накрывают вертикальный сдвиговый регистр в ячейках, где они выполняют функцию как экрана, так и подвода питания к определенной фазе вертикального сдвигового регистра. Фаза 1 (1) и фаза 3 (3) выполнены в первом слое поликремния (6), а фаза 2 (2) - во втором слое поликремния (5), а в смежной ячейке фаза 1 (1) и фаза 3 (3) выполнены во втором слое поликремния (5), а фаза 2 (2) - в первом слое поликремния (6). При этом фаза 1 (1) и фаза 3 (3) выводятся на периферию (4) поликремниевыми шинами, где они контактируют с соответствующими алюминиевыми шинами посредством контактных окон. А фаза 2 (2) контактирует с алюминиевой шиной (7), перекрывающей вертикальный сдвиговый регистр.
Изобретательский уровень заключается в конструктивной особенности вертикального сдвигового регистра, которая позволяет применить прогрессивную развертку и в отличие от прототипа увеличить зарядовую емкость.