Сдвиговый регистр на основе приборов с зарядовой связью

Сдвиговый регистр на основе приборов с зарядовой связью

Реферат

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к приборам с переносом заряда. Целью изобретения является упрощение конструкции сдвигового регистра и упрощение управления им. Сдвиговый регистр содержит канал переноса. Канал расположен в плоскости полупроводниковой подложки. Стоп-каналы имеют тип проводимости, противоположный каналу переноса. Фазовый электроды сдвигового регистра выполнены в виде диффузионных областей. Фазовые электроды выполнены в виде диффузионных областей того же типа проводимости, что и канал переноса. Фазовые электроды расположены в одной плоскости с каналом переноса и электрически объединены между собой. Канал переноса отделен от фазовых электродов и от поверхности полупроводниковой подложки стоп-каналами. Размер канала переноса вдоль направления переноса является периодически переменным. Фазовые электроды расположены в областях минимальной ширины канала переноса. 3 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к приборам с переносом заряда. Цель изобретения - упрощение конструкции сдвигового регистра и упрощение управления им. На фиг. 1 изображен фрагмент топологии предлагаемого сдвигового регистра; на фиг. 2 - временная диаграмма однофазного управляющего напряжения; на фиг. 3 - распределения потенциалов в сечениях А-А, Б-Б, В-В и Г-Г в различные моменты времени. Сдвиговый регистр на основе приборов с зарядовой связью включает стоп-каналы 1, фазовые электроды 2, канал переноса 3. Размер (ширина) канала переноса 3 n-типа в направлении оси y, перпендикулярном оси х - направлению переноса заряда, не является постоянным на всем протяжении сдвигового регистра, а изменяется таким образом, чтобы создать в месте сужения потенциальный барьер между областями канала переноса различной ширины. В примере, изображенном на фиг. 1, ширина канала переноса изменяется ступенчато. Области канала переноса одинаковой ширины обозначены на фиг. 1 одинаковыми римскими цифрами от I до IV. Фазовые электроды 2 выполнены в виде диффузионных областей того же типа проводимости, что и канал переноса, в рассматриваемом примере - n⁺-типа. Они отделены от областей канала переноса I и II стоп-каналами I. Кроме того, канал переноса отделен стоп-каналом от поверхности полупроводниковой пластины. В момент времени t₁<t максимальные значения потенциала на продольной оси канала переноса в этот промежуток времени ₁ - ₄ будут таковы, что свободные электроны в канале переноса соберутся в областях IV, которые будут являться для электронов потенциальными ямами. В промежутке времени t₂<t на фазовые электроды 2 подается положительное напряжение V_ф. Потенциал в центрах этих областей равен соответственно ₅ и ₆ . Свободные электроны из областей IV перейдут, минуя области I, в области II. Далее, в промежутки времени t₃<t процесс повторяется снова - V_ф близко к нулю, минимум потенциала вновь расположен в областях IV, и свободные электроны, минуя области III, переходят в области IV. Таким образом, при управлении вышеописанным сдвиговым регистром однофазным управляющим напряжением происходит направленное перемещение свободных носителей заряда в канале переноса. Предлагаемый сдвиговый регистр может быть изготовлен следующим образом. На пластинах кремния p-типа с удельным сопротивлением от 4 до 100 Ом ^. см окислением при температуре от 900 до 1200^оС выращивают слой окисла толщиной от 0,1 до 0,15 мкм. Затем с помощью фотолитографии вытравливают в нем участки, соответствующие фазовым электродам и, подвергнув пластины ионной имплантации донорной примеси (фосфор или мышьяк), формируют в них области фазовых электродов с концентрацией примеси от 10¹⁷ до 10¹⁸ см^-3. Затем производят фотолитографию, вытравливая в исходном окисле участки, соответствующие каналу переноса путем имплантации донорной примеси (фосфор или мышьяк), формируют область канала переноса с концентрацией примеси от 10¹⁵ до 10¹⁶ см^-3. После этого проводят фотолитографию таким образом, что области фазовых электродов остаются закрытыми фоторезистором, и без травления О₂ проводят имплантацию акцепторной примеси (бор) сквозь слой окисла с тем, чтобы сформировать область стоп-канала, отделяющую канал переноса от поверхности пластины и имеющую концентрацию примеси от 5 х 10¹⁶ до 10¹⁸ см^-3. После этого производят полное снятие окисла и выращивание нового слоя окисла толщиной от 0,1 до 0,15 мкм при температуре от 900^оС до 1200^оС, одновременно активизируя отжигом имплантированную смесь. Затем проводят фотолитографию, вскрывая контактные окна к областям фазовых электродов, напыляют слой алюминия толщиной от 0,5 до 1,5 мкм и с помощью фотолитографии формируют в нем разводку и производят заключительный отжиг готовой структуры в инертной атмосфере при температуре от 400 до 500^оС. Изобретение позволяет управлять переносом заряда с помощью однофазного управляющего напряжения и изготавливать сдвиговый регистр по упрощенной технологии.

Формула изобретения

СДВИГОВЫЙ РЕГИСТР НА ОСНОВЕ ПРИБОРОВ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ, содержащий канал переноса, расположенный в плоскости полупроводниковой подложки, стоп-каналы противоположного типа проводимости каналу переноса и фазовые электроды, выполненные в виде диффузионных областей, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции сдвигового регистра и упрощения управления им, фазовые электроды имеют тот же тип проводимости, что и канал переноса, расположены в одной плоскости с каналом переноса и электрически объединены между собой, при этом канал переноса отделен от фазовых электродов и от поверхности полупроводниковой подложки стоп-каналами, размер канала переноса в направлении, перпендикулярном направлению переноса заряда, является периодически переменным, а фазовые электроды расположены в областях минимальной ширины канала переноса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3