Выходное устройство прибора с зарядовой связью

 

Изобретение, относится к злектронике, а именно к интегральным схемам, действующим на принципе зарядовой связи и может быть использовано в регистрах, линиях задержки , фильтрах, ревербераторах и т.д. Целью изобретения является повьппение выходного напряжения путем снижения нагрузочной емкости. В устройстве исток расположен под соединительной тиной, повторяет форму соединительной шины и электрически соединен с ней. Удельная емкость динительной шины отАосительно полупроводниковой подложки равна удельной емкости Р-П-перехода, т.е. в 4 и более раз меньше, чем в известных устройствах. Для исключения прямой емкостной связи между соединительной шиной и полупроводниковой подложкой по краю соединительной шины исток выступает на подложке за контур соединительной шины на расстояние Л1. 2 ил. U) О 50

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) (51)5 Н 01 L 27/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 30.10.90. Бюл. N - 40 (21) 3944946/24-25 (22) 19.08.85 (72) В.А.Арутюнов и О.В.Сорокин (53) 621.382(088.8) (56) Секен К., Тампсет И. Приборы с переносом заряда, И.: Мир, 1978, с ° 65-70.

Патент Франции к- 2 157972, кл. Н 01 Ь 27/10, опублик. 13.07.73, (54) ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИБОРА С

ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение. относится к элек-тронике, а именно к интегральным схемам, действующим на принципе зарядовой связи и может быть использовано в регистрах, линиях задержки, фильтрах, равербераторах и т.д.

Целью изобретения является повышение выходного напряжения путем снижения нагруэочной емкости. В устройстве исток расположен под соединительной шиной, повторяет форму соединительной шины и электрически соединен с ней. Удельная емкость сое динительной шины отйосительно полупроводниковой подложки равна удельной емкости р-п-перехода, т.е. в

4 и более раз меньше, чем в известных устройствах. Для исключения прямой емкостной связи между соединительной шиной и полупроводниковой подложкой по краю соединительной шины исток выступает на подложке а ф контур соединительной шины на расстояние 41. 2 ил.

1308 118

2 EE dD

nD где Е

Изобретение относится к электронике,а именно к интегральным схемам, действующим на,принципе зарядовой связи (ПЗС). Оно может быть использовано в регистрах, линиях задержки, фильтрах, равербераторах, мультиплексорах, в фотоэлектрических преобразователях (ФПЗС}, а также в других полупроводниковых устройствах, где требуется производить преобразование электрического заряда в соответствующее его величине электрическое напряжение.

Целью изобретения является повышение выходного напряжения путем снижения нагрузочной емкости.

На фиг . 1 представлена электрическая схема выходного устройства; на фиг. 2 — его топологическая схема; на фиг. 3 — полупроводниковая подложка.

Устройство содержит выходной электрод 1, передающие заряд электроды

ПЗС-2, соединительную шину 3,затвор выходного транзистора (Т) 4, исток сбросового транзистора (Тс) 5,слой диэлектрика 6, размещенный »а полупроводниковой подложке 7.

Исток 5 сбросового транзистора

Т имеет электрический контакт с соединительной шиной 3. Соединительная шина 3 связывает выходной электрод 1 с затвором 4 выходного транзистора Т и с истоком 5 сбросового транзистора Тс.

Устройство раб6тает следующим образом. Заряд Q, подлежащий считыванию, перемещают в потенциальную яму, индуцированную выходным электродом

1 в полупроводниковой подложке 7.

Перемещение заряда Q происходит в результате подачи тактовых напряжений на передающие электроды 2.Сбросовый транзистор Т служит для пос дачи через него установочного напряжения на выходной электрод 1. Сбросовый транзистор Тс работает в ключевом режиме. Во время считывания .заряда Я сбросовый транзистор Тс заперт. Поэтому в вто время выходной электрод 1 и соединенные с ним шина

3, затвор 4 и исток 5 находятся в

"плавающем" состоянии. Заряд () индуцирует на этих "плавающих элементах импульс выходного напряжения

Ы (/Сэ де С,э Сз 04+ С эа

Сэ, С4, С вЂ” соответственно емкости относительно подложки 7 соединительной шины 3, затвора 4 и истока 5.

Б данном устройстве исток расположен под соединительной шиной, повторяет форму соединительной шины и электрически соединен с ней. Поэтому удельная емкость соединительной шины 3 относительно полупроводниковой подложки 7 равна удельной емкости р-п-перехода,т.е. в 4 и более раз меньше, чем в известных устройствах. При прочих равных условиях нагрузочная емкость С„ получается меньшей в n = (С + С4 + С )/(С.э + 1/4»

"С + С ) раз. Так как С + С С то и = 1,7. Соответственно в и раз увеличится выходное напряжение.

Для исключения прямой емк эстной связи между соединительной шиной 3 и полупроводниковой подложкой 7 по краю соединительной шины 3 исток 5 выступает на полупроводниковой подложке 7 за контур соединительной шины 3 на расстояние 61. Такая экранировка тем лучше, чем больше bl

Однако, при этом возрастает емкость за счет увеличения емкости по р-ипереходу, т.е. по емкости истока 5.

Краевую емкость при точном совме щении контуров можно оценить, полагая, что силовые линии между краем шины 3 и подложкой : представляют собой 1/4 окружности с центром по поверхности подложки под краем шины

35 3 и проходят через диэлектрик (обычно электроды и шины также покрыты

-диэлектриком). Эта емкость, расчитанная на единицу длины

М.+ D

45 - д +

О lп ()

4 диэлектрическая постоянная слоя диэлектрика-; 4

8,85. 10 ф/см — диэлектрическая постоянная вакуума; толщина слоя диэлектрика под шиноиэ толщина шины.

Обычно (d + D) /d = 6, откуда

" 1 э

bC = 5.10 ф/см. Приращение ширины истока 5 на bE создает дополниг

1308

ЬС =С

Составитель В.Манагаров

Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Король

Редактор H.Коляда

Заказ 4354 Тираж 450

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полит рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельную емкость, расчитанную на единицу длины где С „= 0,5 10 ф/см

-8

НеобходимО выполнить условие

5 С -8С = 5 10 (ф/см) откуда нужно.иметь Ь1 6 1 мкм.

Аналогичный расчет показывает, что для уменьшения краевой емкости ниже уровня 0,5 мкм. Так что диапазон оптимальных значений 61 это от 0,5 мкм до 1 мкм. Таким образом, предложенное изобретение позволяет существенно увеличить выходное напряжение ПЗС.

118 4 формулаизрбретения

Выходное устройство прибора с зарядовой связью, содержащее выходной электрод, выходной транзистор, сбросовый транзистор и шину, соединяющую выходной электрод, затвор выходного транзистора и исток сбросового транзистора, имеющих общую полупроводни.;овую подложку, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения выходного напряжения путем снижения нагрузочной емкости, исток сбросового транзистора выполнен под соединительной шиной и повторяет ее форму, при этом на полупроводниковой подложке контур истока выступает за контур соедин тельной шины на 0,51 мкм.