Матричный приемник изображения

 

Изобретение касается преобразования оптических сигналов в электрические, в частности многоэлементых приемников изображения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей матричного приемника изображения. Матричный приемник изображения состоит из монолитных полупроводниковых модулей в форме плоскопараллельных пластин с торцовой поверхностью между гранями. Каждый модуль содержит строку фоточувствительных областей, сформированных у торцовой поверхности модуля. Модули примыкают друг к другу плоскими гранями. 2 ил.

Изобретение касается преобразования оптических сигналов в электрические, в частности многоэлементных приемников изображения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей матричного приемника изображения. На фиг. 1 показан один из модулей матричного приемника изображения, поперечное сечение; на фиг. 2 - матричный приемник изображения, состоящий из модулей, изометрическая проекция в разрезе. Матричный приемник изображения состоит из модулей, сформированных на основе полупроводниковой пластины 1, например, из кремния n-типа проводимости толщиной 50-500 мкм. Пластина 1 имеет две плоскопараллельные грани 2 и 2а и торцовую поверхность 3 между ними. У поверхности 3 расположены фоточувствительные области 4, толщиной 10-500 мкм, например, легированные дополнительно примесью, ответственной за фоточувствительность например, акцепторность с концентрацией 10¹⁶см^-3. Таким образом, область 4 имеет р-тип проводимости, и является областью фотосопротивления и снабжена двумя антизапорными контактами 5 и 5а р⁺-типа, которые легированы также акцепторной примесью, но с заведомо большей концентрации до 10¹⁸-10¹⁹см^-3. При этом контакт 5 с одной стороны выполнен локальным, чтобы отделить различные области 4 друг от друга, а контакт 5а - сплошным. Блоки обработки сигнала 6 условно показаны в виде металлического полевого электрода МДП-структуры, сформированной на грани 2 пластины 1. Это может быть плавающий затвор или электрод переноса заряда прибора с зарядовой связью. В приемнике пластины 1 примыкают друг к другу поверхностями 2 и 2а - плоскими гранями. Расстояние между поверхностями определяется толщиной слоев металла и диэлектрика блока 6 и толщиной зазора между пластинами, в общем оно составляет 5-10 мкм, что существенно меньше толщины пластины 1. Области 4 составляют строку 7 в каждом модуле. В каждой строке может находиться до 1000-2000 областей 4 с шагом 15-100 мкм. Общее число элементов матричного приемника может достигать более 10⁶. Конкретные механизмы обработки сигналов, представленных фототоками через области 4 могут быть различны. Например, это вычитание фоновой составляющей в МДП-транзисторных цепях блока 6 и последующее сканирование интегрированных зарядовых пакетов в регистрах сдвига на ПЭС. Обработке подвергаются непосредственно сигналы из каждой области 4 и для сколько угодных сложных цепей обработки имеется достаточно места в третьем измерении относительно плоскости 3. Использование третьего измерения в матричном приемнике изображения позволяет создать разветвление и эффективные цепи обработки сигнала и таким образом расширить функциональные возможности приемника. Кроме того, фоточувствительные области практически на 100% заполняют чувствительную поверхность приемника. Использование торцовой поверхности модулей для размещения фоточувствительных областей создает дополнительные возможности для их формирования, например, можно через эту поверхность вводить быстродиффундирующие примеси, а области блоков обработки сигнала будут от этих примесей свободны, т. е. смогут функционировать в наилучшем режиме. (56) Уайт М. Г. Фотодиодные матрицы. Под ред. Йеспера П. Полупровдониковые формирователи сигналов изображения, пер. с английского. М. : Мир, 1979, с. 141-143. K. P. White, Systems consideration in mosaic focal planes. Proccedings of the SPIE, 1982, р. 68-74.

Формула изобретения

МАТРИЧНЫЙ ПРИЕМНИК ИЗОБРАЖЕНИЯ , состоящий из монолитных полупpоводниковых модулей в фоpме плоскопаpаллельных пластин с тоpцовой повеpхностью между гpанями, содеpжащих стpоки фоточувствительных областей, отличающийся тем, что, с целью pасшиpения функциональных возможностей матpичного пpиемника изобpажения, каждая стpока фоточувствительных областей сфоpмиpована у тоpцовой повеpхности модуля, а модули своими гpанями пpимыкают дpуг к дpугу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2