DE19649851C2

DE19649851C2 - Crosstalk attenuation device for integrated phototransistors

Info

Publication number: DE19649851C2
Application number: DE19649851A
Authority: DE
Inventors: Ingo Martiny
Original assignee: Intel GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2016-12-03
Also published as: DE19649851A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Mehrzahl nebeneinander in Spalten und Zeilen angeordneter Fototransistoren auf einem gemeinsamen Chip, zur Bildaufnahme mit integrierter Signalvorverarbeitung, deren Emitter-, Basis- und Kollektorgebiete einfallender Strahlung im Bereich zwischen 400 . . . . 1100 nm ausgesetzt sind, die hinsichtlich ihrer räumlichen Hell-Dunkel-Verteilung ausgewertet werden soll.The invention relates to a device with a Plurality of columns arranged side by side Photo transistors on a common chip, for image acquisition with integrated signal preprocessing, its emitter, Base and collector areas of incident radiation in the area between 400. , , , 1100 nm are exposed with regard to their spatial light-dark distribution can be evaluated should.

Bei einer Schwarz-Weiß-Bildaufnahme geht es prinzipiell darum, eine bestimmte räumliche Hell-Dunkel-Verteilung in eine entsprechende elektronische Verteilung umzuformen. Hierzu dienen die in Spalten und Zeilen angeordneten Fototransistoren, die je nach dem, ob ein Bildpunkt hell oder dunkel ist, leiten oder sperren. Die Präzision der elektronischen Verteilung hängt davon ab, ob benachbarte Fototransistoren aufgrund ihrer Nähe zueinander sich gegenseitig beeinflussen können. Die Praxis hat gezeigt, daß es nicht selten vorkommt, daß Ladungsträger aus dem Bereich eines bestrahlten Fototransistors in den Bereich eines benachbarten, aber nicht bestrahlten Fototransistors gelangen und diesen veranlassen, leitend zu werden, was jedoch von der vorliegenden Schwarz-Weiß-Verteilung abweicht. In principle, black and white image acquisition is about a certain spatial light-dark distribution into one to transform appropriate electronic distribution. For this serve the arranged in columns and rows Photo transistors, depending on whether a pixel is bright or is dark, direct or block. The precision of the electronic distribution depends on whether neighboring Photo transistors due to their proximity to each other can influence each other. Practice has shown that It is not uncommon for load carriers to be removed from the area of an irradiated phototransistor in the area of a neighboring, but not irradiated photo transistor and cause it to become a leader, but this is from the present black and white distribution deviates.

Es ist ein Feld von Fototransistoren mit zusätzlichen Metallisierungen zwischen den Transistoren bekannt (US-PS 3 838 276). Darin sind die Fototransistoren in Spalten mit gemeinsamen Kollektoren angeordnet. Diese Spalten sind durch Diffusionsgebiete getrennt. In diese Spalten sind für jeden Transistor eigene Basis- und Emittergebiete eindiffundiert. Die Emitter sind kontaktiert und zu Zeilen miteinander verbunden. Um das Übersprechen zwischen den Transistoren zu vermindern, werden die Emitter nicht in der Mitte, sondern von der Seite her kontaktiert; zusätzlich werden die Basisgebiete damit vor Lichteinfall geschützt. Es sind jedoch keine Maßnahmen vorgesehen, um das durch Diffusion hervorgerufene Übersprechen zu reduzieren.It is a field of photo transistors with additional ones Metallizations between the transistors are known (US Pat. No. 3,838,276). The photo transistors are in columns with it common collectors arranged. These columns are through Diffusion areas separated. These columns are for everyone Transistor diffuses its own base and emitter regions. The emitters are contacted and rows with each other connected. To avoid crosstalk between the transistors decrease, the emitters are not in the middle, but by contacted from the side; in addition the base areas thus protected from incidence of light. However, they are not Measures are envisaged to deal with diffusion Reduce crosstalk.

Es ist ein Photodiodenarray bekannt (DE 44 42 853 A1), bei welchem zwischen aktiven Photodioden Absaugdioden, also nicht steuerbare Elemente angeordnet sind.A photodiode array is known (DE 44 42 853 A1) which between active photodiodes suction diodes, so not controllable elements are arranged.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die gegenseitige Beeinflussung benachbarter Fototransistoren zu beseitigen.The present invention addresses the problem the mutual influence of neighboring phototransistors to eliminate.

Erreicht wird dies bei einer Ausführungsform nach der Erfin dung dadurch, dass zwischen benachbarten Fototransistoren gegenüber der einfallenden Strahlung abgedeckte Guardtran sistoren angeordnet sind, bei denen über die Basis-Emitter- Strecke ein Strom eingeprägt wird, der als Kollektorstrom durch das Substrat in den jeweils nächstgelegenen Substratkontakt fließt und ein abschirmendes Feld zwischen den der Strahlung ausgesetzten Fototransistoren aufbaut.This is achieved in one embodiment according to the invention dung by the fact that between adjacent phototransistors Guardtran covered against the incident radiation sistors are arranged in which the base-emitter A current is impressed as a collector current through the substrate in the nearest Substrate contact flows and a shielding field between the the phototransistors exposed to radiation.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. The invention is described below with reference to the drawing for example explained.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Guard- Transistoren.The only figure in the drawing shows a cross-sectional view by a device according to the invention with guard Transistors.

Die gezeigte Ausführungsform bietet eine Möglichkeit, das Übersprechen zwischen benachbarten Fototransistoren zu dämpfen, und zwar erfolgt die Isolation durch die Einspeisung eines Stromes zwischen den Transistoren. Dieser Strom ruft ein Driftfeld hervor, das die diffundierenden Ladungsträger aus ihrer Diffusionsrichtung ablenkt.The embodiment shown offers a possibility that Crosstalk between neighboring phototransistors damping, and the insulation is provided by the infeed a current between the transistors. This stream is calling Drift field that the diffusing charge carriers from deflects their direction of diffusion.

Die Fototransistoren 10 und 12 werden in Vorwärtsrichtung betrieben. Zusätzlich ist zwischen den Fototransistoren 10 und 12 noch ein Guardtransistor 11 gelegt. Dieser wird, wie auch die Fototransistoren 10 und 12, als vertikaler bipolarer Transistor hergestellt, jedoch anders beschaltet. Über die Basis-Emitter-Strecke wird ein Strom eingeprägt, der als Kollektorstrom durch das Substrat in den nächstgelegenen Substratkontakt fließt. Durch den Widerstand des Substrates baut sich unter den Fototransistoren ein elektrisches Feld auf, welches verhindert, daß im Substrat generierte Ladungsträger in die Basis-Kollektor-Sperrschichten der Fototransistoren 10 und 12 eindiffundieren und dort einen Fotostrom hervorrufen können.The phototransistors 10 and 12 are operated in the forward direction. In addition, a guard transistor 11 is placed between the phototransistors 10 and 12 . Like the phototransistors 10 and 12 , this is manufactured as a vertical bipolar transistor, but is wired differently. A current is impressed via the base-emitter path, which flows as a collector current through the substrate into the closest substrate contact. The resistance of the substrate creates an electric field under the phototransistors, which prevents charge carriers generated in the substrate from diffusing into the base-collector barrier layers of the phototransistors 10 and 12 and causing a photocurrent there.

Claims

1. Device with a plurality of phototransistors arranged side by side in columns and rows on a common chip, for image recording with integrated signal preprocessing, the emitter, base and collector regions of the incident radiation in the range between 400. , , , 1100 nm are exposed, which is to be evaluated with regard to their spatial light-dark distribution, characterized in that guard transistors are arranged between adjacent phototransistors with respect to the incident radiation, in which a current is impressed via the base-emitter path, which as Collector current flows through the substrate into the closest substrate contact and builds up a shielding field between the phototransistors exposed to the radiation.