发明名称 具有针对光侦测器中电荷之快门功能的彩色线性图像感测器装置及其制造方法
摘要 一种彩色线性图像感测器装置具有用来选择性地泄放储存在一光侦测器电路中之电荷的一种快门功能。彩色线性图像感测器装置包括:第一,第二,及第三线性图像感测器,它们具有相对于入射光的不同灵敏度,并且从最外面按照灵敏度递减顺序依次布置;以及一快门闸极和一快门汲极,用来调整对入射光具有最高灵敏度之线性图像感测器的曝光量。
申请公布号 TW424381 申请公布日期 2001.03.01
申请号 TW088107425 申请日期 1999.05.06
申请人 电气股份有限公司 发明人 木村哲司
分类号 H04N1/03;H04N1/19 主分类号 H04N1/03
代理机构 代理人 周良谋 新竹巿东大路一段一一八号十楼;周良吉 台北市长春路二十号三楼
主权项 1.一种彩色线性图像感测器装置,包括:第一、第二 、及第三线性图像感测器,它们具有相对于入射光 的不同灵敏度,并且从最外面按照灵敏度递减顺序 依次布置;以及一快门闸极和一快门汲极,用来调 整对入射光具有最高灵敏度之线性图像感测器的 曝光量。2.根据申请专利范围第1项之彩色线性图 像感测器装置,还包括:用来改变第一脉冲之脉冲 间隔的装置,该第一脉冲被施加以泄放储存在线性 图像感测器中的电荷,该线性图像感测器对入射于 快门闸极并经由快门闸极到达快门汲极的光具有 最高灵敏度。3.一种用来制造彩色线性图像感测 器装置的方法,该彩色线性图像感测器装置包括: 第一,第二,及第三线性图像感测器,它们具有相对 于入射光的不同灵敏度,并且从最外面的按照灵敏 度递减顺序依次布置;以及一快门闸极和一快门汲 极,用来调整对入射光具有最高灵敏度之线性图像 感测器的曝光量; 该第一,第二,及第三线性图像感测器包括:各个第 一,第二,及第三光侦测器电路,用来将入射光转换 成电荷;各个第一,第二,及第三电荷读取电路,用来 读取由该第一,第二,及第三光侦测器所产生的电 荷;各个第一,第二,及第三电荷转移电路,用与驱动 时钟信号同步的方式来转移由该第一,第二,及第 三电荷读取电路所读取的电荷;各个第一,第二,及 第三信号输出电路,用来将由该第一,第二,及第三 电荷转移电路所转移的电荷转换成电压,并且用来 输出电压;以及第一到第六脉冲线路,用来将两个 驱动时钟信号供应到该第一,第二,及第三电荷转 移电路中的每个电荷转移电路; 该方法包括以下步骤: 利用离子植入法,将P型杂质引入N型半导体基底中, 并在高温时,将被引入P型杂质加以热扩散,以便形 成一P型井区; 利用离子植入法,将N型杂质引入形成第一,第二,及 第三光侦测器电路的预定区域中,然后在高温时, 将被引入N型杂质加以热扩散,以便形成第一N型区; 利用离子植入法,将N型杂质引入形成第一,第二,及 第三电荷转移电路以及快门汲极的预定区域中,然 后在高温时,将被引入N型杂质加以热扩散,以便形 成第二和第三N型区; 在预定区域中,形成:快门闸极,第一,第二,及第三 电荷读取电路,以及第一,第二,及第三电荷转移电 路,使用一种热氧化膜作为绝缘膜;以及 利用离子植入法来引入P型杂质,其中:将多晶矽电 极当作罩幕使用,以便形成一P型区,因而提供与多 晶矽电极自对准的第一,第二,及第三光侦测器电 路。4.一种彩色线性图像感测器装置,包括:针对三 种颜色的第一,第二,及第三线性图像感测器,它们 具有相对于入射光的不同灵敏度,并且从最外面按 照:对入射光之灵敏度是最高的线性图像感测器, 对入射光之灵敏度是最低的线性图像感测器,以及 对入射光之灵敏度是中等的顺序加以布置; 第一快门闸极和第一快门汲极,将它们布署在对入 射光之灵敏度是最高的线性图像感测器处,用来调 整该线性图像感测器的曝光量;以及 第二快门闸极和第二快门汲极,将它们布署在对入 射光之灵敏度是中等的线性图像感测器处,用来调 整该线性图像感测器的曝光量。5.根据申请专利 范围第4项之彩色线性图像感测器装置,其中对于 入射光之灵敏度为最高的该线性图像感测器包括: 第一光侦测器电路,用来将入射光转换成电荷;第 一电荷读取电路,用来读取由该第一光侦测器电路 所产生的电荷;第一电荷转移电路,用与第一和第 二驱动时钟信号同步的方式来转移由该第一电荷 读取电路所读取的电荷;第一信号输出电路,用来 将由该第一电荷转移电路所转移的电荷转换成电 压,并且用来输出电压;以及第一和第二脉冲线路, 用来将该第一和第二驱动时钟信号供应到该第一 电荷转移电路; 且其中对入射光之灵敏度为最低的该线性图像感 测器以及对入射光之灵敏度是中等的线性图像感 测器包括:各个第二和第三光侦测器电路,用来将 入射光转换成电荷;各个第二和第三电荷读取电路 ,用来读取由该第二和第三光侦测器电路所产生的 电荷;第二电荷转移电路,用与第二和第三驱动时 钟信号同步的方式来转移由该第二和第三电荷读 取电路所读取的电荷;第二信号输出电路,用来将 由该第二电荷转移电路所转移的电荷转换成电压, 并且用来输出电压;以及第三脉冲线路,用来将该 第三驱动时钟信号供应到该第二电荷转移电路; 该第二电荷转移电路、该信号输出电路、以及该 第一和第三脉冲线路均系由对入射光之灵敏度是 最低的该线性图像感测器以及对入射光之灵敏度 是中等的该线性图像感测器所共享。6.根据申请 专利范围第4项之彩色线性图像感测器装置,还包 括:用来改变第一脉冲之脉冲间隔以及第二脉冲之 脉冲间隔的装置;该第一脉冲被施加以泄放储存在 线性图像感测器中的电荷,该线性图像感测器对入 射于第一快门闸极,并经由第一快门闸极到达第一 快门汲极的光具有最高灵敏度;而该第二脉冲被施 加以泄放储存在对入射于第二快门闸极,并经由第 二快门闸极到达第二快门汲极的光具有中等灵敏 度的线性图像感测器中的电荷。 该第二脉冲则被施加用来泄放储存在对入射光具 有中等灵敏度之线性图像感测器中的电荷,并供应 到该第二快门闸极,将该电荷经由该第二快门闸极 泄放到该第二快门汲极。7.一种用来制造彩色线 性图像感测器装置的方法,该装置包括:针对三种 颜色的第一、第二、及第三线性图像感测器,它们 具有相对于入射光的不同灵敏度,并且从最外面按 照;对入射光之灵敏度是最高的线性图像感测器; 对入射光之灵敏度是最低的线性图像感测器,以及 对入射光之灵敏度是中等的顺序加以布置;第一快 门闸极和第一快门汲极,将它们布署在对入射光之 灵敏度是最高的线性图像感测器处,用来调整该线 性图像感测器的曝光量;以及第二快门闸极和第二 快门汲极,将它们布署在对入射光之灵敏度是中等 的线性图像感测器处,用来调整该线性图像感测器 的曝光量; 其中,对于入射光之灵敏度是最高的该线性图像感 测器包括:第一光侦测器电路,用来将入射光转换 成电荷;第一电荷读取电路,用来读取由该第一光 侦测器电路所产生的电荷;第一电荷转移电路,用 与第一和第二驱动时钟信号同步的方式来转移由 该第一电荷读取电路所读取电荷;第一信号输出电 路,用来将由该第一电荷转移电路所转移的电荷转 换成电压,并且用来输出电压;以及第一和第二脉 冲线路,用来将该第一和第二驱动时钟信号供应到 该第一电荷转移电路; 且其中,对入射光之灵敏度是最低的该线性图像感 测器以及对入射光之灵敏度是中等的线性图像感 测器包括:各个第二和第三光侦测器电路,用来将 入射光转换成电荷;各个第二和第三电荷读取电路 ,用来读取由该第二和第三光侦测器电路所产生的 电荷;第二电荷转移电路,用与第二和第三驱动时 钟信号同步的方式来转移由该第二和第三电荷读 取电路所读取的电荷;第二信号输出电路,用来将 由该第二电荷转移电路所转移的电荷转换成电压, 并且用来输出电压;以及第三脉冲线路,用来将该 第三驱动时钟信号供应到该第二电荷转移电路;该 第二电荷转移电路,该信号输出电路,以及该第一 和第三脉冲线路都是由对入射光之灵敏度是最低 的该线性图像感测器以及对入射光之灵敏度是中 等的该线性图像感测器所共享; 该方法包括以下步骤: 利用离子植入法,将P型杂质引入N型半导体基底中, 并在高温时,将被引入P型杂质加以热扩散,以便形 成一P型井区; 利用离子植入法,将N型杂质引入形成第一,第二,及 第三光侦测器电路的预定区域中,然后在高温时, 将被引入N型杂质加以热扩散,以便形成一N型区; 利用离子植入法,将N型杂质引入形成第一,第二,及 第三电荷转移电路以及快门汲极的预定区域中,然 后在高温时,将被引入N型杂质加以热扩散,以便形 成一些N型区; 在预定区域中,形成:快门闸极,第一,第二,及第三 电荷读取电路,以及第一,第二,及第三电荷转移电 路,使用一种热氧化膜作为绝缘膜;以及 利用离子植入法来引入P型杂质,其中:将多晶矽电 极当作罩幕使用,以便形成一P型区,因而提供与多 晶矽电极自对准的第一,第二,及第三光侦测器电 路。图式简单说明: 第一图是:显示一种传统式彩色线性图像感测器的 整体布置之一视图; 第二图是:显示一种显示于第一图中之传统式彩色 线性图像感测器的详细结构之一视图; 第三图A是:表示一种用来驱动显示于第一图中之 传统式彩色线性图像感测器的时序之一时序图,该 驱动方法是改变相对于各个颜色之电荷储存时间, 而不是取决于入射光量来改变曝光量; 第三图B为一时序图,显示一种用来驱动第一图所 示传统式彩色线性图像感测器的时序,该驱动方法 并非藉由改变对于各个颜色之电荷之入射光来调 整曝光量,而是藉由改变对于各个颜色之电荷储存 时间来调整曝光量。 第四图是:显示另一种传统式彩色线性图像感测量 的整体布置之一视图; 第五图是:表示一种用来驱动显示于第四图中之传 统式彩色线性图像感测器的时序之一时序图; 第六图是:显示一种根据本发明之第一实施例的彩 色线性图像感测器装置的整体布置之一视图; 第七图是:显示于第六图中之彩色线性图像感测器 装置之一区域之一放大视图,该区域是如虚线所指 示的X1; 第八图是:显示曝光量与输出电压之间的关系之一 示意图; 第九图是:显示于第七图中之彩色线性图像感测器 装置的放大区域之一片断图; 第十图是:沿着第七图之直线A-A'所采取之一片断 横截面图,也显示反种区域,一通道电位,以及电荷Q ; 第十一图A到第十一图E都是:显示一种用来制造显 示于第十图中的彩色线性图像感测器装置的方法 之诸连续步骤之片断横截面图; 第十二图是:显示电荷在根据本发明之第一实施例 的彩色线性图像感测器装置的各种区域中移动的 方式之一视图; 第十三图A到第十三图C都是:显示在根据本发明之 第一实施例的彩色线性图像感测器装置中的各种 时期中所产生的脉冲之示意图; 第十四图A,第十四图B,及第十四图C都是:显示一种 用来驱动根据本发明之第一实施例的彩色线性图 像感测器装置的时序之时序图; 第十五图是:显示根据本发明之第二实施例的彩色 线性图像感测器装置的整体布置之一视图; 第十六图是:显示于第十五图中之彩色线性图像感 测器装置的两个区域之一放大视图,该区域就是如 虚线所指示的X2,X3; 第十七图是:沿着第十六图之直线B-B'所采取之一 片断横截面图,也显示各种区域,一通道电位,以及 电荷Q; 第十八图A到第十八图E都是:显示一种用来制造显 示于第十七图中的彩色线性图像感测器装置的方 法之诸连续步骤之片断横截面图; 第十九图是:显示电荷在根据本发明之第二实施例 的彩色线性图像感测器装置的各种区域中移动方 式之一视图; 第二十图A到第二十图C都是:显示在根据本发明之 第二实施例的彩色线性图像感测器装置中的各种 时期中所产生的脉冲之示意图; 第二十一图A,第二十一图B,及第二十一图C都是:显 示一种用来驱动根据本发明之第二实施例的彩色 线性图像感测器装置的时序之时序图。
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