线性图像传感器制造技术

光检测部AR以具有沿着列方向排列的多个像素区域PX的方式被分割。将来自多个像素区域PX的信号分别按各光检测部AR累计，作为与一维的光学图像对应的电信号而依时间顺序输出。各个像素区域PX具备促进光电转换区域内的电荷的传送的电阻性栅电极R与电荷存储区域S2，漏极区域ARD隔着沟道区域而邻接于电荷存储区域S2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将所入射的能量线(光/X射线)转换为电荷(电子)，使半导体内部的电位变化，从而传送所转换的电荷的线性图像传感器。现有技术电荷耦合元件(CCD)等线性图像传感器是将入射至其中的一维的光学图像进行光电转换之后，依时间顺序输出通过光电转换而产生的电信号的固体拍摄元件。现有的图像传感器例如记载于专利文献1～3。在这样的图像传感器的中，线性图像传感器(一维CCD)被用于与二维的图像传感器不同的用途，要求不同的特性。图18表示现有的线性图像传感器。在光感应区域中，在行方向上排列有多个像素，在列方向仅存在1个像素。根据能量线的入射，在各像素中产生的电荷经由传送栅电极的正下方的区域而被传送至水平记录仪。输入至水平记录仪的电荷在水平方向传送，经由放大器而输出至外部。这样的线性图像传感器用于检测微弱光的分光分析。为了实现较高的S/N比(SignaltoNoiseRatio，信噪比)，优选为增大1个像素的受光部面积，从而增加入射至1个像素的信号光子数。在该情况下，增大1个像素的光电转换区域中的长度方向(电荷传送方向)的尺寸。另外，在CCD中，利用称为边缘电场的电位梯度，传送所产生的电荷，若像素尺寸变大，则存在以下倾向：在像素的中央部，电位相对于位置变得平坦，难以传送电荷。在此，在具有长度方向的尺寸较大的光电转换区域的线性图像传感器中，在光电转换区域上，隔着绝缘膜而配置电阻性栅电极，并在光电转换区域内有意地形成电位梯度。另一方面，以激光诱导击穿分析(LIBS)为首的发射光谱法(OES)用的线性图像传感器要求高速快门功能。若利用线性图像传感器检测经分光的光学图像，则可进行分光分析。在发光分光分析法中，通过对被检查体照射较强的激发光(激光等)，进行自被检查体辐射的发射线光谱的分光分析，从而可以鉴定被检查体中包含的元素的分布、状态。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-303982号公报专利文献2：日本专利特开2012-151364号公报专利文献3：日本专利特开平6-283704号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的问题然而，通过由激发光在被检查体表面产生的等离子体，刚照射后较多地包含等离子体自身的背景光，故而想要检测的元素固有的明线光谱被其掩盖。因此，为了进行精度较高的分光分析，优选通过电子快门除去包含较多的由该较强的激发光的照射而在被检查体表面产生的刚照射后的等离子体自身的背景光的信号，照射之后经过一定时间，选择性地检测包含较多的元素固有的明线光谱的信号。激发光自其刚产生之后单调衰减，10μ秒左右消失，故而将用电子快门进行的信号的除去时间设定为数μ秒以下的期间。线性图像传感器将入射光转换为电子(空穴)，将所转换的载体传送至终端部从而读出。例如，自时刻0秒开始拍摄，将至时刻t1为止所存储的电荷除去，并将自时刻t1至时刻t2为止存储的电荷传送至水平记录仪。此处，进行电荷的除去的电子快门通过将自光电转换区域至刚传送栅电极正下方的区域之前的电荷流入至漏极，从而除去电荷。图19(A)是这种情形下的1个像素附近结构的平面图。通过设置于光感应区域的电阻性栅电极R形成的电场，从而电荷在垂直方向被传送，存储于第1传送电极STG的正下方的电荷通过对电子快门用的重置栅电极ARG施加特定电位，从而该正下方的电荷流入至漏极区域ARD，并被废弃于外部。若终端的传送电极TG在电荷未被废弃的时刻打开，则电荷流入至水平方向的传送电极PH的正下方的区域，并经由水平记录仪被读出。若详细说明，为了将电荷流入至漏极区域ARD，而在电荷存储区域与漏极区域之间配置重置栅电极ARG，并对该重置栅电极ARG给予特定时间宽度的时钟信号。通过将时钟信号输入至重置栅电极ARG，而重置栅电极ARG的正下方的沟道区域打开，电荷自电荷存储区域流入至漏极区域ARD，并发挥快门功能。然而，由于沿着电荷传送方向的光电转换区域的尺寸较长，故而将移动至光电转换区域的一端的电荷存储于电荷存储区域内的时刻与传送另一端中的电荷并存储于电荷存储区域内的时刻之间存在时间上的延迟。即，在这样的结构的线性图像传感器中，经过该延迟量的时间之后，将存储于电荷存储区域内的电荷流入至漏极区域。换而言之，在这种类型的线性图像传感器中，向漏极区域的电荷的传送时刻变慢，因此，不能缩短电子快门期间。另一方面，如图19(B)所示，如果做成在设置有电阻性栅电极R的光电转换区域的侧方并设地设置长条的漏极区域ARD，并使电荷流入至该漏极区域ARD的构造，则不管光电转换区域中的哪个区域中产生的电荷，均可立即流入至漏极区域ARD。然而，为了将电荷排出至漏极区域ARD，需要在长条的漏极区域并设地配置长条的重置栅电极ARG，重置栅电极ARG或漏极区域ARD构成电容器等寄生元件，即便对重置栅电极ARG给予高速的时钟信号，重置栅电极ARG正下方的沟道区域的应答也较慢，无法进行高速的打开/关闭的控制。因此，电子快门未高速化。本专利技术是鉴于这样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种可实现电子快门的高速化的线性图像传感器。解决问题的技术手段为了解决上述技术问题，本专利技术的线性图像传感器的特征在于，具有排列于行方向上的多个光检测部，各光检测部以具有沿着列方向排列的多个像素区域的方式被分割，将来自多个像素区域的信号分别按照各光检测部累计，依时间顺序输出与一维的光学图像对应的电信号，且各个像素区域具备：光电转换区域，其将所入射的能量线进行光电转换；梯度电位形成机构，其在光电转换区域内形成促进沿着列方向的电荷的传送的电位梯度；电荷存储区域，其分别存储各个光电转换区域中产生的电荷；漏极区域，其隔着沟道区域而邻接于电荷存储区域；及重置栅电极，其配置于沟道区域上，以控制在沟道区域中流动的电荷量。通过梯度电位形成机构，可将在光电转换区域内产生的电荷在列方向高速地传送。经传送的电荷经由势垒区域，而被传送至电荷存储区域。漏极区域隔着沟道区域而邻接于各个电荷存储区域。电荷是否可通过沟道区域依赖于对其上的重置栅电极施加的电位。即，若对重置栅电极施加电位，使沟道区域打开，则电荷自电荷存储区域经由沟道区域流入至漏极区域。根据该线性图像传感器，将1个像素分割为多个光电转换区域，分别隔着沟道区域而邻接于漏极区域，故而可将电荷高速地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性图像传感器，其特征在于：具有排列于行方向的多个光检测部，各所述光检测部以具有沿着列方向排列的多个像素区域的方式被分割，将来自多个像素区域的信号分别按各所述光检测部累计，依时间顺序输出与一维的光学图像对应的电信号，且各个所述像素区域具备：光电转换区域，其将入射的能量线进行光电转换；梯度电位形成机构，其在所述光电转换区域内形成促进沿着所述列方向的电荷的传送的电位梯度；电荷存储区域，其分别存储各个所述光电转换区域中产生的电荷；漏极区域，其隔着沟道区域而邻接于所述电荷存储区域；及重置栅电极，其配置于所述沟道区域上，以控制在所述沟道区域中流动的电荷量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.05 JP 2013-2297451.一种线性图像传感器，其特征在于：
具有排列于行方向的多个光检测部，各所述光检测部以具有沿着
列方向排列的多个像素区域的方式被分割，将来自多个像素区域的信
号分别按各所述光检测部累计，依时间顺序输出与一维的光学图像对
应的电信号，且
各个所述像素区域具备：
光电转换区域，其将入射的能量线进行光电转换；
梯度电位形成机构，其在所述光电转换区域内形...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木慎一郎，米田康人，铃木久则，村松雅治，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP