Прибор с зарядовой связью с виртуальной фазой

 

Изобретение относится к полупрводниковым ИС, в частности к БИС на приборах с зарядовой связью для фоточувствительных, цифровых и аналоговых устройств. Сущность изобретения: прибор с зарядовой связью, содержит полупроводниковую подложку р-типа, у поверхности которой сформирован слой n-типа, являющийся каналом, в котором сформирован слой р-типа, соединенный с подложкой, в слое р-типа сформированы п+-области, расположенные над каналом. В n-слое имеются периодически повторяющиеся четыре зоны с последовательно возрастающей концентрацией доноров щ П2 пз П4, п+-области объединены на периферии кристалла и имеют общий контакт, на который поступает управляющий импульс. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„, ЫЛ„„1827б98 А1 (я)5 Н 01 (27/148

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4921216/25 (22) 21.03.91 (46) 15.07.93. Бюл. N.- 26 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта и Научно-производственное объединение "Пульсар" (72) А. В. Вето, 10. А. Кузнецов, Е. В. Костю- . ков, А. А. Пугачев и В. А. Шилин (56) Кузнецов! О. А., Шилин B. А. Микросхемотехника БИС на приборах с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1988, с. 67 — 12 1.

Заявка ЕПВ N. 0167756, кл. Н 01 (29/10, 1986. (54) ПРИБОР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЫО С

ВИРТУАЛЬНОЙ ФАЗОЙ (57) Изобретение относится к полупрводниковым ИС, в частности к БИС на приборах с

Изобретение относится к полупроводниковым ИС, в частности к БИС на приборах с зарядовой связью для фоточувствительных, цифровых и аналоговых устройств.

Цель изобретения — повышение фоточувствительности прибора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение прибора с зарядовой связью.

Прибор с зарядовой связью содержит полупроводниковую подложку р-типа 1, у поверхности которой сформирован слой итипа, являющийся каналом, в котором сформирован слой р-типа 6, соединенный с подложкой, в слое р-типа сформированы побласти 7, расположенные над каналом, в и-слое имеются периодически повторяющиеся четыре зоны 2, 3, 4, 5 с последовательно зарядовой связью для фоточувствительных, цифровых и аналоговых устройств. Сущность изобретения: прибор с зарядовой связью, содержит полупроводниковую подложку р-типа, у поверхности которой сформирован слой п-типа, являющийся каналом, в котором сформирован слой р-типа, соединенный с подложкой, в слое р-типа сформированы и -области, расположенные над .каналом. В и-слое имеются периодически повторяющиеся четыре эоны с последовательно возрастающей концентрацией доноров n1 < n2 < пз < n4, и -области обьединены

+ на периферии кристалла и имеют общий контакт, на который поступает управляющий импульс. 1 э.п. ф-лы, 1 ил. возрастающей концентрацией доноров п1 <

<п2 < пэ < n4. и -области 7 могут быть обье+ динены на периферии кристалла и иметь общий KOHTGKT, на который поступаетуправляющий импульс.

Прибор работает следующим образом.

В исходном состоянии за счет динамического тактирования все зоны канала и-типа полностью обеднены. Обеднены также узкие зазоры р-типа, расположенные между и+-областями 7 и зонами канала 2, 3. При нижнем уровне тактового импульса максимум потенциала в каждом элементе ПЗС, включающем в себя четыре зоны, расположен в зоне 5, имеющей максимальную концентрацию доноров п4. При подаче высокого уровня тактового импульса Оф он

+ поступает на и -области 7 и через узкий пол1827698 ностью обедненный р-слой электрическое поле проникает в зоны канала 2, 3 и потенциал там повышается. Максимальный потенциал в глубине области 2 становится выше потенциала п -области предыдущего элемента ПЗС, потенциальный барьер устраняется и зарядовый пакет предыдущего элемента ПЗС передается в пг-область 3 данного элемента, имеющую наибольший потенциал. Зарядовый пакет данного элемента в зто же время из и<-области 5 перетекает в пг-область следующего элемента, После окончания импульса уровень понижается до 0«и заряд из пг-области 3 перетекает в щ-область 5.

П редлагае алый ПЗ С изготавливается следующим образом.

Подложка — кремний КРВ-40 с концентрацией в Ид = 3,5 10 см . В ней формиру14 ется и-канал с концентрацией А йдг=4,5 10 см (такая концентрация доноров в конечной структуре будет только в п1-зоне

2), Последовательное возрастание концентраций доноров в зонах 3, 4, 5 достигается с помощью ионного подлегирования As c энергией 1000 кэВ и дозой соответственно: в зоне 3 — доза Дз = 0,065 мкКлlсм, в зоне г

4 — Д4 = 0,1 мкКлlсм, в зоне 5 — Дь = 0,15 мкКл/смг. Затеял в течение 350 мин осуществляется температурная раэгонка при Т =

=1000 С. Далее выращивается зпитаксиальный слой о-типа G, легированный В, с Мдб =

=-10 см толщиной 1 мкм и в него прово16 дится ионное легиравание As с дозой Д7 = 3 мкКлlсм и энергией 90 кэВ с последующей температурной разгонкой в течение 43 мин. при Т = 1000 С. В результате толщина узкого р-слоя между n+-областью 7 и зонами канала 2, 3 составляет 0,15 мкм, что меньше областей пространственного заряда от двух р-п-переходов.

Данный процесс обеспечивает формирование структуры, имеющей высокую фо5 точувствительность, зарядовую емкость Ом

-2 10 пК/мкм для Оф =20 В, Uñì-0 В.

Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить фоточувствительность ПЗС за счет устранения областей, 10 закрытых электродами.

Формула изобретения

1. Прибор с зарядовой связью с виртуальной фазой, содержащий полупроводни15 ковую подложку р-типа проводимости, на которой сформирован канальный слой и-типа проводимости, включающий периодически повторяющиеся четыре зоны с последовательно возрастающей концентра20 цией доноров, над которыми сформированы области р-типа проводимости, причем рабочая поверхность прибора покрыта тонкой окисной пленкой. отличающийся тем, что, с целью повышения фоточувствительности прибора, в. каждой области р-типа проводимости дополнительно сформирова+ на области п -типа проводимости, при этом каждая иэ них расположена непосредственН0 над первыми двумя зонами канала и оТ30 делена от них зазором в виде слоя р-типа проводимости толщиной не более суммы двух областей пространственного заряда, образованных областями канал — р-область и р-область — области и -типа проводимо35 сти.

2. Прибор по и. 1, отл и ча ю щи йс я тем, что, с целью упрощения управления прибором, дополнительные области и -типа проводимости замкнуты.

1827698

Составитель А.Вето

Тех ред М.Моргентал Корректор С.Лисинэ

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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