Способ создания потенциального рельефа в приборах с зарядовой связью Советский патент 1986 года по МПК H01L27/10 

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 aciiMметричном расположении под электродами имплантированных барьеров, об.разованных легированными областями подложки проводимостью того же типа Эти барьеры разделяют зарядовые носа заряда. Недостатками указанного способа являются малая величина тянущего по ля носителей в подложке вдоль напра ления переноса, что приводит к невысокому быстродействию прибора, слож ности фотолитографии при изготовлении прибора, обусловленной необходимостью точного совмещения областе легирования с передающими электрода ми; ограниченная высота потенциального рельефа под электродами. Известен также способ создания потенцигшьного рельефа в полупровод никовой подложке под передающим эле тродом, основанный на приложении к передающему электроду обедняющего н пряжения и формировании в полупрово никовой подложке электрического пол ускоряющего в направлении переноса. Данное техническое решение являе ся ближайшим к изобретению по. сущкости и достигаемому результату. Недостатком данного способа явля ется малое поле, направленное вдоль электрода, что приводит к недостато ному быстродействию прибора. Целью предлагаемого изобретения является увеличение быстродействия. Цель достигается тем, что при способе создания потенциального рельефа в приборах с зарядовой свя8гзью в полупроводниковой подложке под передающим электродам, осцованном 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 и расположенных перпендикулярно направлению переноса носителей заряда частей, длина которых в направлении переноса носителей меньше, чем глубина области пространственного заряда, и на разные части одного передающего элек рода подают нарастающий по абсолютной величине в направлении переноса потенциал. На фиг.1 показан способ создания потенциального рельефа в ПЗС; на фиг.2 показаны эпюры фазных напряжений.. Способ осуществляется следующим образом. Передающие электроды ПЗС выпол 1яются в виде отдельных частей 1, 2, 3, l, 2, 3 связанньпс ме-кду собой, например емкостями , где . емкости перекрытия С и Cj не имеют гальванической связи. На части электродов 3 и 3 подается обедняющее фазное напряжение Ф и Ф, при этом потенциалы остальных частей электродов 1, 2 и 1 , 2, относительно подложки 4, покрытой диэлектриком 5, толщина которого одинакова, прини мают также определенные значения, величина которых: будет определяться емкостями перекрытия Сд и С, а .также емкостями этих частей относительно подложки Cg и С (на чертеже не показаны). Емкостью между фазными электродами можно пренебречь. Учиты;вая сказанное выше, для потенциала 1, .электродов 1 и 1 будем иметь. ,

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.

1

I, Р

0.2) С

(1) частей потенциала и 2 соответственно: Подбирая величину, а вместе с тем и емкость перекрытия, размеры и соответственно емкости С и С частей 1, 2 и l, 2, относительно под Ложки, можно регулировать величину потенциалов Cf, и Cf . При этом обес печивается необходимый профиль ОПЗ под передающими электродами. Число частей, из которьгх состоят передающие электроды, может быть также бол ше, при этом-увеличивается краевая компонента слоя Ец в подложке, что приводит к увеличению дрейфовой ком поненты переносимого заряда, это в конечном итоге увеличивает быстродействие. Пример конкретного осуществления Передаюпще зле:ктроды ПЗС выполнены 10 см и длиной 1,2110 с шириной 5

г У / / L. электро865078из поликремния с удельным сопротивлением 50 Ом см , методом nepeKptaвающихся зазоров из трех частей, Емкости перекрытия С и С, составлАют соответственнб 3,8 -10 и,3, Ф Толпрна диэлектрика 1200 А, Подложка выполнена из кремния КЭФ - 4,5. Амплитуда фазных напряжений Ф| и Ф4 «, «20 В. Верхняя граничная частота в этих структурах по сравнению с конт- . рольными увеличилась с 2,5 до 4,2-10 Гц, т.е. быстродействие прибора было увеличено при этом примерно в,, 1,5 раза. Величина темновых токов в этих структурах была меньше по сравнению с контрольными-в среднем в 50;-70 раз и составила А на биту. Общее количество операций при изготовлении ПЗС было уменьшено на двёi Предлагаемьй способ имеет следующие технико-экономические преимущества: значительное повышение быстродейтвия приборов, уменьшение темновых токов, расширение области применения прибора.. Предлагаемое изобретение может бьп-ь полезным при создании больших систем обрабд ки информации.

Ф;

1Г

Ф(2