Способ создания потенциального рельефа в приборах с зарядовой связью

.СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 111 Н 01 27/ О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.И.Че ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ(46) 30.08.86. Бюл, У 32 (71) Институт физики полупроводников СО АН СССР(56) Кгов 1 ес 1 К.Н. е а 1. ф 1 шр 1 апйео - Ваггхег Тюо-РЬазе СЬагйе Соцр 1 ей Режсез" Арр 1. РЬуз. Ьегс. ч, 19, р. 520, 1971.Вег 81 цп 8 С,Я. ег а 1 "Тюо-Ревазе Бгоррей ОхЫе ССП БЬЦг Ке;1 згег Пз 1 п 8 1)пйегсцс 1 зо 1 айаЫ Арр 1. Роуз Ьег.й. ч. 20, р. 413, 1972. (54)(57) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РЕЙЬЕФА В ПРИБОРАХ С ЗАРЯДО ВОИ 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 ющ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, передающийэлектрод формируют в виде отдельных,параллельных.и расположенных перпендикулярно направлению переноса носителей заряда частей, длина которых внаправлении переноса носителей меньше чем глубина области пространЭаственного заряда, и на разные частиодного передающего электрода подаютнарастающий по абсолютной величине в Цфнаправлении переноса потенциал,Изобретение относится к областиэлектронной техники и может бытьиспользовано в системах обработкиинформации.Известен способ создания потенциального рельефа под передающимиэлектродами в приборах с зарядовойсвязью (ПЗС), заключающийся в асимметричном расположении под электродами имплантированных барьеров, образованных легированными областямиподложки проводимостью того же типа,Эти барьеры разделяют зарядовыепакеты, что используется для переноса заряда,Недостатками укаэанного способаявляются малая величина тянущего поля носителей в подложке вдоль направления переноса, что приводит к невысокому быстродействию прибора, сложности фотолитографии при изготовлении прибора, обусловленной необхогдимостью точного совмещения областейлегирования с передающими электродами; ограниченная высота потенциального рельефа под электродами.Известен также способ созданияпотенциального рельефа в полупроводниковой подложке под передающим электродом, основанный на приложении кпередающему электроду обедняющего напряжения и формировании в полупроводниковой подложке электрического поля,ускоряющего в направлении переносаДанное техническое решение является ближайшим к изобретению по. сущности и достигаемому результату,Недостатком данного способа является малое поле, направленное вдольэлектрода, что приводит к недостаточ"ному быстродействию прибора.Целью предлагаемого изобретенияявляется увеличение быстродействия.Цель достигается тем, что приспособе создания потенциальногорельефа в приборах с зарядовой свя 5078 юзью в полупровопниковой подложкепод передающим электродом, основанном на приложении к передающему электроду обедняющего напряжения и формировании в полупроводниковой подложке электрического поля, ускоряю"щего носители заряда в направлениипереноса, передающий электрод формируют в виде отдельных параллельных1 О и расположенных перпендикулярно нап"равлению переноса носителей заряда частей, длина которых в направлении переноса носителей меньше, чем глубина областипространственного заряда, и на раз 15 ные части одного передающего электрода подают нарастающий по абсолют-.ной величине в направлении переноса, потенциал.На фиг,1 показан способ создания20 потенциального рельефа в ПЗС; нафиг,2 показаны эпюры фазных напряжений,Способ осуществляется следующимобразом.Передающие электроды ПЗС выпол-няются в виде отдельных частей 1,2, 3, 1, 2 г, 3 связанных между собой, например емкостями Сг-С, гдеемкости перекрытия Сз и С не имеют30 гальванической связи, На части электродов 3 и 3 подается обедняющеефазное напряжение ф 1 и Ф, при этомпотенциалы остальных частей электродов 1, 2 и 1 , 2, относительноподложки 4, покрытой диэлектриком 5,толщина которого одинакова, прини"мают также определенные значениявеличина которых будет определятьсяемкостями перекрытия Си С, а,так 40 же емкостями этих частей относительно подложки С и С (на чертеже непоказаны), Емкостью между фазнымиэлектродами можно пренебречь. Учитывая сказанное выше, для потенциала 1,45 частеи электродов 1 и 1" будемиметь.(гл) С 1 1 С ( + ) ЕСз Ср Са юмв щ,ее Ю еа+ 1 1 1ее. - + ( - + - ), (1)865078 . 4из поликремния с удельным сопротивлением 50 Омсм , методом перекрнвакнцихся зазоров из трех частей. Емкости перекрытия Си С составляютсоответственнд 3,8 .10 д и 3,0-10 Ф 4,Толщина диэлектрика 1200 А, Подложка выполнена из кремния КЗФ - 4,5. (2) Амплитуда фазных напряжений Ф 1 И Ф й;Ф 20 В. Верхняя граничная частота в10: этих структурах по сравнению с конт-: 3 и для потенциала 1 частей электро г дов 2 и 2 соответственно:,Пись орректор. И,Мус ПССР Тираж 643 ИИПИ Государственно по делам изобретен , Москва, Ж"35, Ра аз 4755/ но.е о комитетаС ий и открытий ушская наб 4/5 1130 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул, Проектная, 4 Подбирая величину, а вместе с тем и емкость перекрытия, размеры и соответственно емкости Сг и С частей 1, 2 и 1, 2 , относительно подложки, можно регулировать величину потенциалов (, и Цг . 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 Е в подложке, что приводит к увеличению дрейфовой компоненты переносимого заряда, это в конечном итоге увеличивает быстродействие,Пример конкретного осуществления. Передающие электроды ПЗС выполнены шириной 5 10 см и длиной 1,210 см30 рольными увеличилась с 2,5 до 4,2 10 Гц, т,е, быстродействие при 6бора 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 з А . на биту. Общее количество операций нри изготовлении ПЗС 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 обрабдФки информации.