ПРИБОР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ Советский патент 1996 года по МПК H01L27/148 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к устройству приборов с зарядовой связью (ПЗС).

Известны приборы с зарядовой связью для формирования видеосигналов. Такие ПЗС имеют полупроводниковую подложку, на которой сформированы накопительные элементы, осуществляющие функцию накопления заряда генерируемого светом, считывающие регистры, осуществляющие сканирование зарядов, выходные устройства, преобразующие последовательность зарядов в видеосигнал, причем накопительные элементы и считывающие регистры расположены на одной стороне подложки, вследствие чего только часть поверхности подложки, а именно занятая элементами накопления, используется для восприятия светового изображения, что снижает светочувствительность прибора [1]
Наиболее близким техническим решением является прибор с зарядовой связью, содержащий полупроводниковую подложку, на лицевой стороне которой сформированы сдвиговые регистры и выходное устройство, а на тыльной размещены светочувствительные элементы [2]
Однако такое устройство имеет недостаточную светочувствительность и сложную конструкцию со светозащитными экранами элементов для считывающих регистров и разрешающих электродов.

Целью изобретения является повышение светочувствительности и разрешающей способности прибора.

Для этого светочувствительные элементы выполнены в виде структуры прозрачный металл-диэлектрик-полупроводник и разделены сеткой диффузионных областей того же типа проводимости, что и подложка.

На чертеже изображен прибор, поперечный разрез и распределение потенциала в нем во время периода накопления (а) и в момент передачи заряда (б).

ПЗС имеет полупроводниковую подложку 1 (например, п-типа), покрытую с обеих сторон слоем диэлектрика 2 (например, SiO₂). На поверхности расположены считывающие регистры, образованные электродами 3 (например, молибденовыми), а также диффузионные области 4, разграничивающие считывающие регистры между собой, на этой же стороне сформировано выходное устройство 5. На обратной стороне расположены прозрачный сплошной электрод 6 (например, из окиси олова) и сетка 7 диффузионных областей, разделяющая между собой накопительные элементы.

Прибор работает следующим образом. Во время периода накопления на электрод 6 подан потенциал U₁, создающий потенциальные ямы, в которые накапливаются генерируемые светом заряды. В то же время считывающие регистры сканируют заряды, накопленные в предыдущем периоде накопления. По истечении периода накопления потенциал с электрода 6 снимается, на электроды 4 подается потенциал U₂ и заряды перетекают из накопительных элементов в считывающие регистры. Затем цикл работы прибора повторяется. Размещение накопительных элементов и считывающих регистров на разных сторонах подложки увеличивает чувствительность не менее, чем в 2 раза. Значительно упрощается конструкция прибора. Отпадает необходимость в тактовом питании разрешающих электродов, что упрощает схему питания ПЗС.

Прибор с зарядовой связью, содержащий полупроводниковую подложку, на лицевой стороне которой сформированы сдвиговые регистры и выходное устройство, а на тыльной размещены светочувствительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения светочувствительности и разрешающей способности, светочувствительные элементы выполнены в виде структуры прозрачный металл - диэлектрик - полупроводник и разделены сеткой диффузионных областей того же типа проводимости, что и подложка.

Прибор с зарядовой связью, содержащий полупроводниковую подложку, на лицевой стороне которой сформированы сдвиговые регистры и выходное устройство, а на тыльной размещены светочувствительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения светочувствительности и разрешающей способности, светочувствительные элементы выполнены в виде структуры прозрачный металл - диэлектрик полупроводник и разделены сеткой диффузионных областей того же типа проводимости, что и подложка.