Способ создания потенциального рельефа в приборах с зарядовой связью

 

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РЕЛЬЕФА В ПРИБОРАХ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ в полупроводниковой подложке под передающим электродом, основанный на приложении к передающему электроду обедняющего напряжения и формирований в полупроводниковой подложке электрического поля, ускоряющего носители заряда в направле1ши переноса, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения бйстродействия, передающий электрод формируют в виде отдельньтх, параллельных и расположенных перпендикулярно направлению переноса носителей заряда частей, длина которых в направлении переноса носителей меньше , чем глубина области , простран§ ственного заряда, и на разные части одного передающего электрода подают (Л нарастающий по абсолютной величине в с направлении переноса потенциал.

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„865078 (5D4 Н 01 27/ 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%»1 р„,, (21) 2809174/18-25 (22) 17.08,79 (46) 30.08.86. Вюл, N 32 (71) Институт физики полупроводников СО АН СССР (72) Х.И.Кляус, Ю.Н.Сердюк и Е.И.Черепов (53) 621.327 (088.8) (56) Kromleck R.Í. et al. "Implanted — 3arrier Two-Phase Charde Coupled Devices" Appl. Phys. Lett.

v. 19, р. 520, 1971.

Berglung С.N. et al "Two-Phase

Stopped 0)дйе CCD Shift Register

Using Undercut Isolatain Арр1. Phys.

Lett. v. 20, р. 413, 1972. (54)(57) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПО1ЕНЦИАЛЬНОГО РЕЙЬЕФА В ПРИБОРАХ C ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ в полупроводниковой подложке под передающим электродом, основанный на приложении к передающему электроду обедняющего напряжения и формировании в полупроводниковой подложке электрического поля, ускоряющего носители заряда в направлении переноса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, передающий электрод формируют в виде отдельных, параллельных.и расположенных перпендикулярно направлению переноса носителей заряда частей, длина которых в направлении переноса носителей меньше чем глубина области пространЭ а ственного заряда, и на разные части g одного передающего электрода подают нарастающий по абсолютной величине в Ц ф направлении переноса потенциал, (Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в системах обработки информации.

Известен способ создания потенциального рельефа под передающими электродами в приборах с зарядовой связью (ПЗС), заключающийся в асимметричном расположении под электродами имплантированных барьеров, образованных легированными областями подложки проводимостью того же типа.

Эти барьеры разделяют зарядовые пакеты, что используется для переноса заряда.

Недостатками укаэанного способа являются малая величина тянущего поля носителей в подложке вдоль направления переноса, чта приводит к невысокому быстродействию прибора, сложности фотолитографии при изготовлении -прибора, обусловленной необхогдимостью точного совмещения областей легиравания с передающими электродами; ограниченная высота потенциального рельефа под электродами, Известен также способ создания потенциального рельефа в полупроводниковой подложке под передающим электродом, основанный на приложении к передающему электроду обедняющего напряжения и формировании в полупроводниковой подложке электрического поля, ускоряющего в направлении переноса °

Данное техническое решение является ближайшим к изобретению по. сущности и достигаемому результату.

Недостатком данного способа является малое поле, направленное вдоль электрода, что приводит к недостаточному быстродействию прибора.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение быстродействия.

Цель достигается тем, что при способе создания потенциального рельефа в приборах с зарядовой свя5078 2 зью в полупроводниковой подложке под передающим электродагл, основанном на приложении к передающему электроду обедняющего напряжения и формировании в полупроводниковой подложке электрического поля, ускоряющего носители заряда в направлении переноса, передающий электрод формируют в виде отдельных параллельных

10 и расположенных перпендикулярно нап« равлению переноса носителей заряда частей, длина которых в направлении переноса носителей меньше, чем глубина области пространственного заряда, и на раз15 ные части одного передающего элект рода подают нарастающий по абсолют-. ной величине в направлении переноса

: потенциал.

На фиг.1 показан способ создания

20 потенциального рельефа в ПЗС; на фиг.2 показаны эпюры фазных напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

Передающие электроды ПЗС выпол- няются в виде отдельных частей 1, 2, 3, 1, 2, 3 связанных между собой, например емкостями Сг-С», где емкости перекрытия С> и С> не имеют

30 гальванической связи, На части электродов 3 и 3 подается абедняющее фазное напряжение Фл и Ф, при этом потенциалы остальных частей электродов 1, 2 и 1, 2, относительно подложки 4, покрытой диэлектриком 5, толщина которого одинакова, принимают также определенные значения> величина которых будет определяться емкостями перекрытия С > и С, а,так40 же емкостями этих частей относительно подложки С и С (на чертеже не показаны), Емкостью между фазными электродами можно пренебречь. Учиты вая сказанное выше, для потенциала Х, 45 частеи .электродов 1 и 1" будем иметь.

=Р

1 (л) C

1 1 С» (+ )

Сз С2 С4

1 1 1

4. » +

С C„С

865078 . 4 из поликремния с удельным сопротивлением 50 Ом см, методом перекрнвакнцихся зазоров из трех частей, Емкости перекрытия С и С составляют соответственнд 3,8 -10 и 3,0-10 Ф+

Толщина диэлектрика 1200 А. Подложка выполнена из кремния КЗФ - 4,5.

АмплитУда фазных напряжений Ф1 и Ф а, "-20 В. Верхняя граничная частота в

1О: этих структурах по сравнению с конт-: 3 и для потенциала I частей электро-! г дов 2 и 2 соответственно:

Тг (л

Техред В.Кадар

Редактор Л.Письман

Корректор. И.Муска

Тираж 643 Подписи о.е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4755/3

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

Подбирая величину, а вместе с тем и емкость перекрытия, размеры и соответственно емкости С и С частей 1, 2 и 1, 2, относительно подложки, можно регулировать величину потенциалов (g и cf< . При этом обеспечивается необходимый профиль ОПЗ под передающими электродами, Число частей, из которых состоят передаю"

20 щие электроды, может быть также боль.ше, при этом-увеличивается краевая компонента слоя Ец в подложке, что приводит к увеличению дрейфовой компоненты переносимого заряда, это в конечном итоге увеличивает быстродействие, Пример конкретного осуществления.

Передающне электроды ПЗС выполнены шириной 5 10 см и длиной 1,2>10 см

30 рольными увеличилась с 2,5 до

4,2 10 Гц, т,е, быстродействие при6 бора было увеличено при этом примерно в,1 5 раза. Величина темновых токов в этих структурах была меньше по сравнению сконтрольными в среднем в 50-;70 раз и составила 10 А . на биту. Общее количество операций нри изготовлении 113С было уменьшено . на две;

Предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические преимущества: значительное повышение быстродействия приборов, уменьшение темновых токов, расширение области применения прибора.

Предлагаемое изобретение может быть полезным при создании больших систем обрабдгки информации.