DE2437106A1 - CCD ELEMENT WITH ASYMMETRIC POTENTIAL THRESHOLD - Google Patents

CCD ELEMENT WITH ASYMMETRIC POTENTIAL THRESHOLD

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DE2437106A1
DE2437106A1 DE19742437106 DE2437106A DE2437106A1 DE 2437106 A1 DE2437106 A1 DE 2437106A1 DE 19742437106 DE19742437106 DE 19742437106 DE 2437106 A DE2437106 A DE 2437106A DE 2437106 A1 DE2437106 A1 DE 2437106A1
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Description

CCD-Element mit asymmetrischer PotentialschwelleCCD element with asymmetrical potential threshold

Priorität: 1. August 1973 - V.St.A.Priority: August 1, 1973 - V.St.A.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von CCD-Elementen (CCD = charge coupled devices), insbesondere Verbesserungen, die dazu bestimmt sind, die Größe und Kompliziertheit von solchen Elementen zu verringern, die aus zweiphasigen, sich überlappenden Gate-Elektroden aufgebaut sind und mit einem sich in gleicher Richtung bewegenden Ladungsfluß arbeiten.The invention relates to improvements in manufacture of CCD elements (CCD = charge coupled devices), especially improvements that are intended to improve the To reduce the size and complexity of such elements, which consist of two-phase, overlapping gate electrodes are constructed and work with a flow of charge moving in the same direction.

Bekannt ist die Herstellung von CCD-Elementen, die mit einem sich in einer Richtung bewegenden Ladungsfluß arbeiten» Ein derartiges Element ist in der .ZeitschriftThe production of CCD elements is known which have a charge flow moving in one direction work »One such element is in the .Zeitschrift

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Electronics, June 21, 1971, Seiten 58 und 59, beschrieben. In diesem Element wird die stets gleichbleibende Richtung für den Ladungstransport dadurch erreicht, daß jede Gate-Elektrode gegenüber ihrer benachbarten Gate-Elektrode eine verschiedene Kapazität aufweist. Diese beiden seitlich benachbarten Gate-Elektroden sind miteinander verbunden, um die eine Phase mit einer asymmetrischen Potentialschwelle unter sich zu bilden. Die nächsten beiden benachbarten Gate-Elektroden unterschiedlicher Kapazität sind miteinander verbunden, um die andere Phase mit einer asymmetrischen Potentialschwelle unter sich zu bilden usw.Electronics, June 21, 1971, pages 58 and 59. In this element the direction is always the same for charge transport achieved in that each gate electrode has a different capacitance compared to its neighboring gate electrode. These two laterally adjacent Gate electrodes are connected to one another around one phase with an asymmetrical potential threshold to form among themselves. The next two neighboring gate electrodes of different capacities are connected to one another, to form the other phase with an asymmetrical potential threshold among themselves, etc.

Um eine asymmetrische Potentialschwelle zu bilden, die die Richtung des Ladungsflusses festlegt, benötigen derartige zweiphasige CCD-Elemente eine Verbindung'zwischen zwei benachbarten Gate-Elektroden. Dies wirft beachtliche Fertigungsprobleme bei der Herstellung einer Vorrichtung mit sich überlappenden Gate-Elektroden, in der zwei Sätze von sich überlappenden Gate-Elektroden in zwei verschiedenen Höhen angeordnet sind, auf. Um zwei benachbarte Gate-Elektroden zu verbinden, ist es notwendig, Verbindungen zwischen den sich in verschiedener Höhe befindlichen Elektroden herzustellen. In order to create an asymmetrical potential threshold that the Determines the direction of the charge flow, such two-phase CCD elements require a connection between two adjacent ones Gate electrodes. This gives rise to considerable manufacturing problems in the manufacture of a device overlapping gate electrodes, in which two sets of overlapping gate electrodes are at two different heights are arranged on. In order to connect two adjacent gate electrodes, it is necessary to make connections between the to produce electrodes at different heights.

Diese Probleme werden noch größer, wenn Speicherbits oder Ladungsspeicherelemente serpentinenförmig angeordnet sind, da dann Querverbindungen zwischen den Bitzeilen notwendig werden. Da nämlich die Flußrichtung der Ladung zwischen den Bits in einer vorgegebenen Zeile durch die Zwischenverbindung benachbarter Gate-Elektroden bewirkt wird, ist es zur Führung der Ladung entlang einer serpentinenformigen Bahn notwendig, die Zwischenverbindungen umzukehren, um dadurch einen Übergang von der einen Zeile zur nächsten zuThese problems are even greater when memory bits or charge storage elements are arranged in a serpentine manner, since then cross connections between the bit lines are necessary. Because the direction of flow of the charge between the Bits in a given row caused by the interconnection of adjacent gate electrodes, it is to guide the charge along a serpentine path it is necessary to reverse the interconnections in order to thereby a transition from one line to the next

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erzielen. Dies hat zur Folge, daß die Zwischenverbindungen sich überkreuzen.achieve. As a result, the interconnections cross each other.

Erfindungsgemäß ,wird eine zweiphasige, sich überlappende
Gate-Struktur dadurch'erreicht, daß man eine einzige Offsetmaske verwendet , um eine asymmetrische Potentialschwelle
unter jeder einzelnen Gate-Elektrode herzustellen. Das Maskenmuster ist gegenüber jeder der sich überlappenden Gate-Elektroden verschoben. Außerdem verbleibt wenigstens ein Teil des Maskenmusters als bleibendes Element auf der funktionsfähigen Struktur. Die Fertigungsstufen sind so eingerichtet, . daß sie gegenteilige Wirkungen in den benachbarten Gate-Bereichen hervorrufen, um so die geeignete Verteilung der
Potentialschwellen, die notwendig ist, um die Richtung des Ladungsflusses festzulegen, zu erzielen.
According to the invention, a two-phase, overlapping
Gate structure achieved by using a single offset mask to create an asymmetrical potential threshold
under each individual gate electrode. The mask pattern is shifted from each of the overlapping gate electrodes. In addition, at least part of the mask pattern remains as a permanent element on the functional structure. The production stages are set up in such a way. that they cause adverse effects in the adjacent gate regions, so as to ensure the appropriate distribution of the
Potential thresholds, which are necessary to determine the direction of the charge flow, to be achieved.

In einer Ausführungsform sind die Herstellungsstufen so
aufgebaut, daß in jedem Gate-Bereich eine nicht gleichförmige Kapazität herrscht, wobei die ungleichförmige
Kapazität schließlich so verteilt ist, daß die Potentialschwellen in jedem Gate-Bereich bei Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektroden alle den gleichen Richtungssinn für die Ladungen festlegen.
In one embodiment, the manufacturing steps are as follows
constructed that in each gate region there is a non-uniform capacitance, the non-uniform
Finally, the capacitance is distributed in such a way that the potential thresholds in each gate area all define the same sense of direction for the charges when a voltage is applied to the gate electrodes.

Bei einer anderen Ausführungsform werden Ionen-Implantationen vorgenommen, um eine Verschiebe- bzw. Öffsetspannung in
einen Teil des in jedem Gate-Bereich ausgebildeten Kondensators einzubringen. Demgemäß wirkt sich eine an die Gate-Elektrode angelegte Spannung im Bereich, in dem die Ionenimplantation stattgefunden hat, anders auf das Oberflächenpotential aus, als in dem Bereich, in dem die Ionen-Implantation nicht stattgefunden hat.
In another embodiment, ion implantations are carried out in order to generate a displacement or opening voltage in
introducing part of the capacitor formed in each gate region. Accordingly, a voltage applied to the gate electrode has a different effect on the surface potential in the region in which the ion implantation has taken place than in the region in which the ion implantation has not taken place.

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Die Erfindung wird nun an Hand γόη Ausführungsbeispißlen und an Hand beigefügter, sehematischer Darstellungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with the aid of γόη exemplary embodiments and with the aid of attached, semaphatic representations.

In den Figuren zeigen:In the figures show:

Figur 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen CCD-Elementes; Figure 1 is a plan view of a CCD element according to the invention;

Figuren 2-8Figures 2-8

Schnittansichten, die nacheinander die einzelnen Herstellungsstufen des Elementes gemäß Fig. 1 veranschaulichen;Sectional views successively showing the individual production stages of the element according to FIG illustrate;

Figur 9 einen Schnitt entlang der linie 9-9 der Figur· 1;Figure 9 is a section along the line 9-9 of the figure 1;

Figur 9a einen Schnitt durch eine Abänderung des Elementes gemäß Figur 9»FIG. 9a shows a section through a modification of the element according to Figure 9 »

Figur 9b ein Diagramm, das die Potentialschwellenverteilung in dem Substrat gemäß Figur 9 zeigt;FIG. 9b shows a diagram which shows the potential threshold distribution in the substrate according to FIG. 9;

Figuren 1o und 11 Schnitte durch modifizierte, erfindungsgemäße Elemente.Figures 1o and 11 sections through modified, according to the invention Elements.

In den Fig. 1 und 9 ist ein erfindungsgemäßes Neun-Bit-CCD-Element dargestellt, in dem die Bits serpentinenförmig angeordnet sind. Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind nur neun Bits dargestellt. Selbstverständlich kann eine bestimmte Vorrichtung weit mehr Bits als hier dargestellt aufweisen.Referring to Figures 1 and 9, there is a nine-bit CCD in accordance with the present invention shown in which the bits are arranged in a serpentine manner. To simplify the description, are only nine bits shown. It goes without saying that a particular device can have far more bits than is shown here exhibit.

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Die Fig. 2 "bis 9 veranschaulichen nacheinander die Verfahrensstufen zur Herstellung der Vorrichtung gemäß den Pig. 1 und 9- In der folgenden Beschreibung ist es vorteilhaft, sich in dem Maß auf die fertigen Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 9 zu beziehen, in dem sie sich aus den Verfahrensstufen, die in den Fig. 2 bis 9 veranschaulicht sind, entwickeln.FIGS. 2 ″ to 9 illustrate the process stages one after the other for the production of the device according to the Pig. 1 and 9- In the following description it is advantageous to to the extent to refer to the finished devices according to FIGS. 1 and 9, in which they are from the process steps illustrated in FIGS. 2-9 are developing.

Allgemein wird jetzt Bezug auf die Fig. 1 und 9 und insbesondere auf die Fig. 2 bis 9 genommen. Demgemäß besteht ein Substrat 1o aus einem geeignetem Halbleiter, z.B. P-Typ Silizium. Die erste Verfahrensstufe besteht darin,, eine dicke Schicht 12 aus Siliziumdioxid auf dem Siliziumsubstrat 1o aufwachsen zu lassen. Die dicke Siliz.iumdioxidschicht 12 kann eine Dicke von I0.000 A haben und gemäß der üblichen Technik dadurch hergestellt werden, daß man das Substrat 1o bei einer geeigneten Temperatur in der WHhe von 1ooo°C solange erhitzt, bis die gewünschte Dicket erreicht ist.Reference is now made generally to FIGS. 1 and 9, and more particularly to FIGS. 2-9. Accordingly, there is a substrate 1o made of a suitable semiconductor, e.g. P-type silicon. The first stage of the process is, to grow a thick layer 12 of silicon dioxide on the silicon substrate 1o. The thick silicon dioxide layer 12 can have a thickness of 10000 Å and can be manufactured in accordance with conventional technology by the substrate 1o at a suitable temperature in the WHhe heated from 1ooo ° C until the desired thickness is reached.

In der nächsten Verfahrensstufe wird aus der dicken Siliziumdioxidschicht 12 ein Kanal 14 'herausgeätzt. Der Kanal 14 legt die Begrenzungen des CCD-Elementes, die Packungsdichte der Anordnung und im allgemeinen die Linienführung, entlang derer die elektrische·Ladung in der Anordnung fließen muß, fest. De.r Kanal 14 kann durch übliche fotolithographische Maskier- und Ätztechniken, die von der Technologie der mikroelektronischen Schaltkreise'her bekannt sind, hergestellt werden. In dem besonderen Ausführungsbeispiel, das in Fig.1 veranschaulicht ist, folgt der Kanal 14 einer sinus- oder serpentinenförmigen Bahn. Die Fig. 3 und 4 stellen den gleichen lotrechten Schnitt quer zur Breite des Kanals 14 " dar. Die Breite ¥ des Kanals 14 ist gleich dem Abstand S zwischen dessen benachbarten parallelen Führungen. Der Kanal 14 hat einen.rechteckigen Querschnitt und ist so tief, daßIn the next stage of the process, the thick silicon dioxide layer is made 12 a channel 14 'is etched out. The channel 14 sets the boundaries of the CCD element, the packing density of the arrangement and, in general, the lines which the electrical charge must flow in the arrangement, fixed. De.r channel 14 can be made by conventional photolithographic masking and etching techniques derived from the technology of microelectronic Schaltkreise'her are known to be produced. In the particular embodiment shown in Fig.1 As illustrated, the channel 14 follows a sinusoidal or serpentine path. 3 and 4 represent the same perpendicular section transversely to the width of the channel 14 ″. The width ¥ of the channel 14 is equal to the distance S between its adjacent parallel guides. The channel 14 has a rectangular cross-section and is so deep that

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er bis auf die Siliziumdioxidschicht 12 reicht. Für die Breite W des Kanals 14 gibt es, wie später erklärt, eine minimale Abmessung I^jyp die bis zu einigen Micron betragen darf.it extends to the silicon dioxide layer 12. As will be explained later, there is one for the width W of the channel 14 minimum dimensions I ^ jyp which are up to a few microns allowed.

Nach der Herstellung des Kanals 14 lässt man eine dünne Siliziumdioxidschicht 16 von ungefähr 1ooo A auf dem Siliziuasubstrat 1o aufwachsen. Die dünne Siliziumdioxidschicht 16 dient dazu, den Minimalabstand der Elektroden von der Oberfläche des Substrats 1o festzulegen. Danach ist es möglich, eine Reihe von Verfahrensstufen auszuführen, mit denen eine Vielzahl von Speicherbits oder ladungsspeicherelementen, in diesem Ausführungsbeispiel 9 Bits, im Kanal 14 aufgebracht werden.After the channel 14 has been formed, a thin layer of silicon dioxide 16 of approximately 1,000 Å is left on it Grow up silicon substrate 1o. The thin layer of silicon dioxide 16 serves to define the minimum distance between the electrodes and the surface of the substrate 1o. Thereafter it is possible to carry out a number of process stages with which a large number of memory bits or charge storage elements, in this exemplary embodiment 9 bits are applied in channel 14.

Es wird jetzt Bezug auf die Pig. 5 bis 9 genommen, welche den gleichen horizontalen Schnitt entlang der Länge des Kanals 14, z.B. entlang der Linie 9-9 in Pig. 1, darstellen. Demgemäß wird eine Siliziumnitridschicht'18 auf die dünne Siliziumdioxidschicht 16 aufgebracht, und mit Hilfe einer Maske 2o, die in Verbindung mit fotolithographischen Techniken verwendet wird, wird die Siliziumnitridschicht 18 so gestaltet, daß sie viele voneinander getrennte, schachbrettartige oder versetzte rechteckige Bereiche bildet. Die rechteckigen Bereiche der Siliziumnitridschicht 18 sind deutlicher in Pig. 1 dargestellt. Jeder rechteckige Bereich umfasst eine Hälfte 18A, der später entfernt und von den gestrichelten Linien begrenzt wird, und eine andere Hälfte 18B, die als bleibender Teil auf dem Substrat bzw. der dünnen Dioxidachicht 16 verbleibt und von den enger strichierten Linien .begrenzt wird. Das Muster der Siliziumnitridschicht 18 wird dazu verwendet, die Asymmetrie in die Anordnung einzuführen. Pur die Dicke der Siliziumnitridschicht 18 ist ein Wert von' 2ooo A typisch.It is now referring to the Pig. 5-9 showing the same horizontal section taken along the length of channel 14, for example along line 9-9 in Pig. 1, represent. Accordingly, a silicon nitride layer 18 is deposited on the thin silicon dioxide layer 16, and with the aid of a mask 20, which is used in connection with photolithographic techniques, the silicon nitride layer 18 is designed so that it forms many separate, checkered or staggered rectangular areas. The rectangular areas of the silicon nitride layer 18 are more clearly shown in Pig. 1 shown. Each rectangular area comprises one half 18A, which is later removed and delimited by the dashed lines, and another half 18B, which remains as a permanent part on the substrate or the thin dioxide layer 16 and is delimited by the more narrowly dashed lines. The pattern of the silicon nitride layer 18 is used to introduce the asymmetry into the arrangement. For the thickness of the silicon nitride layer 18, a value of ' 2ooo A is typical.

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Als nächstes wird der Reihe nach eine Schicht 22 aus polycrystalline^ Silizium, im Weiteren als Polysilizium .■bezeichnet, und eine Siliziumdioxidschicht 24 aufgebracht, wobei mit Hilfe einer Maske 26 und fotolithographischer Techniken die beiden Schichten 22 und 24 so angeordnet sind, daß sie mehrere Streifen bilden, die rechtwinklig den Kanal 14 kreuzen. Die Streifen haben ebenfalls eine Breite V/ und einen Abstand S, die den entsprechenden Größen des Kanals 14 gleich sind, wobei jedes Maß gleich dem Minimalmaß Iw-m- ist. Eine Hälfte der Polysiliziumschicht 22 ruht auf der dünnen Siliziumdioxidschicht 16, und die andere Hälfte auf der Siliziumnitridschicht. 18, wie dies in Fig. 6 dargesiß 11t ist. Andererseits bedeckt die Polysiliziumschicht 22 nur eine Hälfte der Siliziumnitridschicht 18, so daß die andere Hälfte Siliziumnitridschicht 18 freibleibt. Die Siliziumdioxidsehicht 24 ist direkt au-f der Polysiliziumschicht 22 angeordnet. Die Polysiliziumschicht 22 kann 5ooo A- und die Siliziumdioxidschicht 24 3o'oo A dick sein. Die Polysiliziumschicht 22 ist elektrisch leitend, während die Siliziumdixoidschicht 16 und die Siliziumnitridschicht 18 isolierend wirken. Next, one after the other, a layer 22 of polycrystalline silicon, hereinafter referred to as polysilicon . ■, and a silicon dioxide layer 24 is applied, being with the help of a mask 26 and photolithographic Techniques the two layers 22 and 24 so arranged are that they form several strips which cross the channel 14 at right angles. The strips also have one Width V / and a distance S which are equal to the respective sizes of the channel 14, each dimension being equal to that Minimum dimension Iw-m- is. One half of the polysilicon layer 22 rests on the thin silicon dioxide layer 16 and the other half on the silicon nitride layer. 18 like this is shown in Fig. 6 11t. On the other hand, it covers the polysilicon layer 22 only half of the silicon nitride layer 18, so that the other half silicon nitride layer 18 remains free. The silicon dioxide layer 24 is arranged directly on the polysilicon layer 22. The polysilicon layer 22 can be 500 Å and the silicon dioxide layer 24 can be 30,000 Å be fat. The polysilicon layer 22 is electrically conductive, while the silicon dioxide layer 16 and the silicon nitride layer 18 have an insulating effect.

In diesem Verfahrensstadium ist offensichtlich, daß der Teil der Polysiliziumschicht 22, der auf der dünnen Silziumdioxidschicht 16 ruht, einen geringeren Abstand von Siliziumsubstrat 1o aufweist, als der Teil der Polysiliziumschicht 22, der auf der Siliziumnitridsehicht ruht. Demzufolge ist die Kapazität der Polysiliziumschicht 22 gegenüber dem Substrat 1o asymmetrisch. Da die Polysiliziumschicht 22 eine der Gate-Elektroden darstellt, erzeugt die asymmetrische Kapazität eine 'asymmetrische Potentialschwellenverteilung direkt unter sich in der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1o. Diese Potentialschwellenverteilung legt, wie später erläutert, die Richtung desAt this stage of the procedure it is evident that the Part of the polysilicon layer 22, which rests on the thin silicon dioxide layer 16, a smaller distance of silicon substrate 1o as the part of the polysilicon layer 22, which rests on the silicon nitride layer. Accordingly, the capacitance of the polysilicon layer is 22 asymmetrical with respect to the substrate 1o. As the polysilicon layer 22 represents one of the gate electrodes, the asymmetrical capacitance creates an asymmetrical one Potential threshold distribution directly below them in the surface of the silicon substrate 1o. This potential threshold distribution defines, as explained later, the direction of the

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Ladungsflusses fest.Charge flow fixed.

An dieser Stelle soll auch darauf hingewiesen werden, daß eine zweite Gate-Elektrode hergestellt werden muß, um die Bereiche zwischen den aus der Polysiliziumschicht 22 bestehenden Streifen oder ersten Gate-Elektroden zu überlappen. Auch ist es notwendig·, bestimmte Verfahrensstufen durchzuführen, die zur Bildung einer Struktur unter der zweiten Gate-Elektrode führen, welche eine asymmetrische Potentialschwellenverteilung erzeugt, die den gleichen Richtungssinn für die Ladungen aufweist, wie die unter der Polysiliziumschicht 22 oder ersten Elektrode erzeugte Potentialschwellenverteilung. Die gewünschte Asymmetrie kann auf zwei Wegen'oder einer Kombination davon erreicht werden. Zunächst sieht man, daß sich zwischen dem Bereich 27, in dem die dünne Siliziumdioxidschicht 16 freiliegt und dem Siliziumsubstrat 1o nur die di'nne Siliziumdioxidschicht 16 befindet, während alle anderen Bereiche von dem Siliziumsubstrat 1o von weit dickeren Schichten getrennt sind. Demgemäß kann man im Beiäch 27 eine Ionen-Implantation vornehmen, um eine Potentialschwelle dort-in der Weise anzupassen, daß 'die gewünschte Potentialschwellenasymmetrie geschaffen wird. Außerdem ist der Bereich 27 auch der einzige Bereich, in dem es möglich ist, eine Siliziumdioxidschicht merklicher Dicke aufwachsen zu lassen. Deswegen kann die Siliziumdioxidschicht im Bereich 27 weit mehr verdickt werden als in den anderen Bereichen. Die auf diese Weise erreichte Asymmetrie in der Kapazität bringt die gewünschte asymmetrische Potentialschwelle hervor. Dies letztere Vorgehen wird jetzt zuerst beschrieben.At this point it should also be pointed out that a second gate electrode must be produced in order to to overlap the areas between the strips or first gate electrodes consisting of the polysilicon layer 22. It is also necessary to carry out certain procedural steps necessary for the formation of a structure under the lead second gate electrode, which generates an asymmetrical potential threshold distribution, the same Has sense of direction for the charges, such as that generated under the polysilicon layer 22 or first electrode Potential threshold distribution. The desired asymmetry can be achieved in two ways, or a combination thereof will. First of all, it can be seen that between the area 27 in which the thin silicon dioxide layer 16 is exposed and the silicon substrate 1o only the thin silicon dioxide layer 16 is located, while all other areas of the silicon substrate 1o are separated by far thicker layers are. Accordingly, ion implantation can be performed in the case 27 undertake to adjust a potential threshold there-in such a way, that 'the desired potential threshold asymmetry is created. In addition, area 27 is also the only one Area in which it is possible to grow a silicon dioxide layer of considerable thickness. That's why she can Silicon dioxide layer can be thickened far more in area 27 than in the other areas. Which achieved in this way Asymmetry in capacitance produces the desired asymmetrical potential threshold. This latter approach will now be described first.

Gemäß der Fig.. 7 lässt man ein Oxid oben auf der dünnen Siliziumdioxidschicht 16 und auf den lotrechten Planken der Polysiliziumschicht 22 bzw. der dicken Siliziumdioxidschicht 24 thermisch aufwachsen. Dieses Aufwachsen fMhrtAccording to FIG. 7, an oxide is left on top of the thin one Silicon dioxide layer 16 and on the vertical planks of the polysilicon layer 22 or the thick silicon dioxide layer 24 growing thermally. This growing up leads

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eine Dicke erreicht ist, diea thickness is reached that

man so lange durch, bis/größer oder gleich der Dicke der Siliziumnitridschicht 18 ist. An dieser Stelle sei bemerkt, daß alle Bereiche,außer Teilen der Siliziumnitridschicht 18, von Siliziumdioxid überdeckt sind. Daher ist es jetzt möglich, den freiliegenden Teil der Siliziumnitridschicht 18, gemäß Pig. 8, wegzuätzen und dabei die unter der Polysilizium schicht 22 befindlichen Teile der Siliziumnitridschicht 18 intakt zu lassen.you go through until / greater than or equal to the thickness of the Silicon nitride layer 18 is. At this point it should be noted that all areas, except for parts of the silicon nitride layer 18, are covered by silicon dioxide. Therefore it is now possible the exposed part of the silicon nitride layer 18, according to Pig. 8, etching away the under the polysilicon Layer 22 located parts of the silicon nitride layer 18 to leave intact.

Abschließend wird, eine Metallschicht 28 über der gesamtenFinally, put a metal layer 28 over the entire

Anordnung aufgebracht. Die Metallschicht 28 gem. Pig. 9 ν' " Qnthmlfow . " TU- Arrangement applied. The metal layer 28 according to Pig. 9 ν '" Qnthmlfow ." TU-

kann Streifen ei»g3?<H£&eii, die fingerartig' zwischen der Polysiliziumschicht 22 angeordnet sind. Hierbei ist eine genügend große Überlappung seitens des Metalls vorgesehen, um Pehler bei der Maskenausrichtung zulassen zu können. Es ist notwendig, daß die Metallschicht 28 zumindest den gesamten Raum zwischen den Streifen, die von der Polysiliziumschicht 22 gebildet werden, überdeckt. Die Metallschicht 28 kann jedoch auch den gesamten Bereich einschließlich der Polysiliziumschicht 22 selber überdecken, da die Polysilizium schicht 22 die Wirkung des Metall-Gates auf Bereiche des Substrats 1o, die unterhalb der Polysiliziumschicht 22 liegen, abschirmt. Die jetzt genannte Anordnung ist in Pig. . 9a dargestellt, wobei der Metallschicht die Bezugsziffer 28a zugeordnet wird. Wenn man zulässt, daß das Metall den gesamten Bereich einschließlich der Polysiliziumschicht 22 ' überdeckt, erleidet die Arbeitsleistung den Nachteil, daß die zusätzliche Kapazität zwischen Metall- und Polysilizium-' G-ates eine zusätzliche Steuerleistung notwendig macht. Die ,Metallschicht 28 kann aus 14 οοό Α dickem Aluminium bestehen und bildet die zweite Gate-Elektrode. Offensichtlich ist im Bereich zwischen den Polysilizium-Gate-Elektroden 22 der linke Bemch der Gate-Elektrode 28 Von dem Silizium-can stripes ei »g3? <H £ & eii, the finger-like 'between the Polysilicon layer 22 are arranged. A sufficiently large overlap is provided on the part of the metal, to allow Pehler to align the mask. It It is necessary that the metal layer 28 cover at least all of the space between the strips that are covered by the polysilicon layer 22 are formed, covered. However, the metal layer 28 can also cover the entire area including the Polysilicon layer 22 cover itself, since the polysilicon layer 22 has the effect of the metal gate on areas of the Substrate 1o, which are below the polysilicon layer 22, shields. The arrangement now named is in Pig. . 9a, the metal layer being the reference number 28a is assigned. If the metal is allowed to covers the entire area including the polysilicon layer 22 ', the work performance suffers the disadvantage that the additional capacity between metal and polysilicon gates makes additional control power necessary. the Metal layer 28 can consist of 14 οοό Α thick aluminum and forms the second gate electrode. Apparently is in the area between the polysilicon gate electrodes 22 of left side of the gate electrode 28 From the silicon

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substrat 10 durch die dünne Siliziumschicht 16 getrennt, während der rechte Bereich noch zusätzlich durch die dicke Siliziumdioxidschicht 24 von dem Substrat 10 getrennt ist. In ähnlicher Weise ist der linke Teil der Polysiliziumschicht näher am Siliziumsubstrat 10 als deren rechter Bereich.The substrate 10 is separated by the thin silicon layer 16, while the area on the right is additionally separated by the thick silicon dioxide layer 24 is separated from the substrate 10. Similarly, the left part is the polysilicon layer closer to the silicon substrate 10 than its right area.

Demnach weisen offensichtlich die Kapazitäten beider aus den Schichten 22 bzw. 28 gebildeten Elektroden eine Asymmetrie in gleicher Richtung auf, und die daraus resultierende Potentialschwellenverteilung hat demnach die richtige Asymmetrie, die einen Ladungsfluß in nur einer Richtung zuläßt bzw. bewirkt. Accordingly, the capacitances of both electrodes formed from layers 22 and 28 are obviously asymmetrical in the same direction, and the resulting potential threshold distribution accordingly has the correct asymmetry, which allows or causes a charge flow in only one direction.

Fig. 9b zeigt eine typische Potentialschwellenverteilung 30, die in Siliziumsubstrat 10 unterhalb der Gate-Elektroden oder Schichten 22 und 28 hergestellt wird. Eine Potentialschwelle kann man sich einfach als räumliche Verteilung, einer Verarmungsschicht vorstellen, die durch Anlagen einer geeigneten Spannung an eine der Gate-Elektroden 22 bzw. 28 des CCD-Elements gebildet wird. Bei einem P-Typ Substrat ruft beispielsweise eine an die Polysiliziumschicht 22 bzw. erster Gate-Elektrode angelegte positive Spannung von ungefähr 5 Volts eine Inversion in der Oberfläche des halbleitenden Siliziumsubstrats 10 unterhalb der erregten Elektrode hervor. In den Bereichen, in denen die Polysilizium-Gate-Elektroden-Schicht sich näher bei dem Substrat befindet, d.h. in den Bereichen, die lediglich durch die dünne Siliziumdioxydschicht 16 von der Polysiliziumschicht 22 getrennt ist, ist das Oberflächenpotential und damit die Tiefe der Potentialschwelle bzw. der Grad der Inversion größer, als dies im benachbarten Bereich, in dem die Polysiliziumschicht 22 noch zusätzlich durch die Siliziumnitridschicht 18 vom Substrat 10 entfernt ist, der Fall ist. Eine ähnliche Potentialschwellenverteilung tritt bei Anlegen eines positiven Potentials an die zweite Gate-Elektrode bzw. Metallschicht 28 auf. Die sich ergebende asymmetrische Potentialschwellenverteilung ist in der Fig. 9b unter der9b shows a typical potential threshold distribution 30, which is fabricated in silicon substrate 10 below gate electrodes or layers 22 and 28. A potential threshold can be thought of simply as a spatial distribution, an impoverishment layer imagine that formed by applying a suitable voltage to one of the gate electrodes 22 and 28 of the CCD element will. In the case of a P-type substrate, for example, one is applied to the polysilicon layer 22 or first gate electrode positive voltage of about 5 volts an inversion in the surface of the semiconducting silicon substrate 10 below of the excited electrode. In the areas where the polysilicon gate electrode layer is closer to the substrate, i.e. in the areas that are only covered by the thin silicon dioxide layer 16 of the polysilicon layer 22 is separated, is the surface potential and thus the depth of the potential threshold or the degree of Inversion is greater than that in the adjacent area in which the polysilicon layer 22 is additionally covered by the silicon nitride layer 18 is removed from the substrate 10, is the case. A similar potential threshold distribution occurs upon application of a positive potential to the second gate electrode or metal layer 28. The resulting asymmetric Potential threshold distribution is in Fig. 9b under the

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BeKugsziffer 3o dargestellt»BeKugsziffer 3o shown »

Nachdem einmal die Potentialschwellenverteilung in der
Oberfläche des Siliziumsubstrats 1o hergestellt ist, kann das CCD-Element Ladungsträger speichern. Die geeigneten
Ladungsträger können-über einen p-n-Übergang input an der Stelle, die in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 32 und dem
Ausdruck "input interface" gekennzeichnet ist, eingespeist werden. Statt dessen können aber auch die Ladungsträger
durch Bestrahlung des CCD-Elementes toi/t; Licht eingespeist werden, wobei Teile der Metallschicht 28 entfernt werden
können, um die Oberfläche des HalbleiterSubstrats 1o durch die PolySiliziumschicht 22 zu belichten.
Once the potential threshold distribution in the
Surface of the silicon substrate 1o is made, the CCD element can store charge carriers. The appropriate ones
Charge carriers can be input via a pn junction at the point shown in FIG. 1 with the reference numeral 32 and the
Expression "input interface" is marked. Instead, however, the load carriers can also be used
by irradiating the CCD element toi / t; Light are fed in, with parts of the metal layer 28 being removed
can in order to expose the surface of the semiconductor substrate 1o through the poly-silicon layer 22.

Sobald einmal die Ladungsträger eingespeist sind, werden
sie an der Stelle einer bestimmten Potentialschwelle gespeichert und verbleiben dort, bis sie dazu gebracht werden, sich zur benachbarten Potentialschwelle zu bewegen
oder zu verschieben. Die gespeicherten Ladungsträger können sich nur von der flacheren zur tieferen Potentialschwelle hin bewegen, d.h. in Richtung der in Pig. 9b dargestellten Pfeile. Um die Ladung von einer Stelle zur.anderen zu verschieben, wird eine größere positive Spannung von 1o Volt eine Zeitlang an eine der Gate-Elektroden, beispielsweise die Polysiliziumschicht 22, angelegt, um darunter tiefere Potentialschwellen zu bilden, wie dies in Pig. 9ΐ> mit gestrichelten Linien unter der Bezugsziffer 31 dargestellt
ist. Gespeicherte Ladungen, die sich in irgendwelchen
Potentialschwellen unter der zweiten Gate-Elektrode befinden, werden "abgesaugt" und fließen in Richtung der in Pig. 31O dargestellten^;Pfeile zu einer tieferen, sich unter der ersten Gate-Elektrode befindlichen Potentialschwelle. Die Polysiliziumschicht 22 bzw. erste Gate-Elektrode wird dann wieder an eine positive Spannung von 5 Volt gelegt.
As soon as the load carriers are fed in,
they are stored at the point of a certain potential threshold and remain there until they are made to move to the neighboring potential threshold
or to move. The stored charge carriers can only move from the shallower to the lower potential threshold, ie in the direction of Pig. 9b shown arrows. In order to shift the charge from one place to the other, a larger positive voltage of 10 volts is applied to one of the gate electrodes, for example the polysilicon layer 22, for a period of time, in order to form lower potential thresholds underneath, as described in Pig. 9ΐ> shown with dashed lines under the reference number 31
is. Stored charges that are in any
Potential thresholds located under the second gate electrode are "sucked out" and flow in the direction of the in Pig. 3 1 O represented ^; arrows to a lower potential threshold located below the first gate electrode. The polysilicon layer 22 or first gate electrode is then again applied to a positive voltage of 5 volts.

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2A371062A37106

Um die Ladungsträger ein weiteres Mal zu verschieben, wird die andere Gate-Elektrode eine Zeitlang an die entsprechende Spannung angelegt. Das heißt, daß eine positive Spannung von 1o Volt eine Zeitlang an die zweite Gate-Elektrode angelegt wird, um tiefere Potentialschwellen an den Stellen unter der Metallschicht 28 zu erzeugen und dadurch die gespeicherten Ladungsträger von den Stellen unter der ersten Gate-Elektrode bzw. Polysiliziumschicht 22 zu den "benachbarten Stellen unter der zweiten Gate-Elektrode zu bewegen. Die Spannung an der zweiten Gate-Elektrode erhält danach wieder ihren früheren positiven Spannungswert von 5 Volt. Das Verfahren zum Ladungsverschieben kann dann ständig dadurch wiederholt werden, daß man zunächst der ersten Gate-Elektrode und, dann der zweiten Gate-Elektrode in der oben beschriebenen Weise die entsprechenden Spannungsimpulse erteilt.In order to move the charge carriers one more time, the other gate electrode is connected to the corresponding one for a while Voltage applied. That is, a positive voltage of 10 volts is applied to the second gate electrode for a while is applied in order to generate lower potential thresholds at the locations under the metal layer 28 and thereby the stored charge carriers from the locations under the first gate electrode or polysilicon layer 22 to the "adjacent locations under the second gate electrode. The voltage at the second gate electrode then receives its previous positive voltage value of 5 volts again. The procedure for moving cargo can then be repeated continuously by first touching the first gate electrode and then the second gate electrode issued the corresponding voltage pulses in the manner described above.

Die Ladung kann auch dadurch verschoben werden, daß man die zunächst hergestellten Potentialschwellen in abwechselnder Folge flacher macht. Das heißt, daß man durch zeitweiliges Vermindern der positiven Spannung von 5 Volt auf O Volt an der einen Elektrode und dann an der anderen die Potentialschwellen unter der Gate-Elektrode mit dem verminderten Potential flacher macht, als die benachbarten Potentialschwellen, und daß dadurch die Ladung wieder von den flacheren Potentialschwellen zu den benachbarten tieferen fließen.The charge can also be shifted by alternating the potential thresholds initially established Makes episode flatter. That is, by temporarily reducing the positive voltage of 5 volts to 0 volts on one electrode and then on the other the potential thresholds under the gate electrode with the makes the reduced potential flatter than the neighboring potential thresholds, and that thereby the charge of the shallower potential thresholds flow to the neighboring lower ones.

Im Falle eines N-Typ Halbleiters verwendet man statt positiver negative Potentiale, da in diesem Fall die Minoritätsträger Löcher statt' Elektronen sind.In the case of an N-type semiconductor, one uses instead positive negative potentials, since in this case the minority carriers are holes instead of electrons.

Wie oben gesagt, ist es auch möglich, die Potentialschwelle dadurch zu ändern, daß man Ionen in ausgewählte Bereiche desAs mentioned above, it is also possible to change the potential threshold by placing ions in selected areas of the

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Halbleitersubstrats 1o inplantiert. Gent man beispielsweise von dem in Pig. 6 veranschaulichten Verfahrensstadium aus, sieht man, daß im Bereich 27 nur die dünne Siliziumdioxidschicht 16 das Substrat To abdeckt, während es in allen anderen Beziehen noch von zusätzlichen Schichten abgedeckt wird. Demgemäß kann der Bereich 27 einer Ionen-Implantation unterworfen werden, um einen: mit Ionen implantierten Bereich 34 zu schaffen. Pur das P-Typ Substrat Io verwendet man zur Implantation P-Typ Ionen und für ein N-Typ Substrat N-Ionen. In jedem Pail wird durch die Dotierung die Schwellenspannung, oder die Spannung, die dazu benötigt wird, eine Inversion in der Oberfläche des Substrats 1 ο zu bev/irken und die Verarmungsschicht zu schaffen, angehoben. In einem P-Typ Substrat'sind z.B. die Majoritätsträger Löcher. Durch-zusätzliche P-Dotierung steigt die Konzentration der löcher. Deswegen steigt die Schwellenspannung, die dazu benützt wird, an der Oberfläche des Substrats eine Inversion zu Elektronen zu bewirken, von beispielsweise einer positiven Spannung von 2 bis 4 Volt auf eine positive Spannungvon beispielsweise 5 bis 8 Volt. Eine Vergrößerung der Schwellenspannung ist gleichbedeutend mit einer Verringerung der Tiefe der Verarmungsschicht und der Potentialschwelle.Semiconductor substrate 1o implanted. Ghent, for example from the one in Pig. 6 illustrated procedural stage one sees that in the area 27 only the thin silicon dioxide layer 16 covers the substrate To, while it is still covered by additional layers in all other covers will. Accordingly, the region 27 is subject to ion implantation to create an ion implanted region 34. Pur the P-type substrate Io P-type ions are used for implantation and N-ions are used for an N-type substrate. In each pail there is a doping the threshold voltage, or the voltage that is required to cause an inversion in the surface of the substrate 1 o bev / irken and to create the impoverishment layer. For example, in a P-type substrate, the majority carriers are holes. Additional P-doping increases the concentration of holes. Because of this, the threshold voltage used for inversion on the surface of the substrate increases to cause electrons, for example, from a positive voltage of 2 to 4 volts to a positive voltage of for example 5 to 8 volts. An increase in the threshold voltage is equivalent to a decrease the depth of the depletion layer and the potential threshold.

Bei einer P-Typ Ionen-Implantation können Bor-Ionen mit einer Implantationsenergie von 5o bis 2oo KV beschleunigt werden, um die dünne Siliziumdioxidschicht 16 nicht aber andere '· Bereiche su durchdringen und auf diese Weise in die Verteilung der Dotierung nahe der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1o zu lokalisieren. Das CCD-Element kann dann in einem Diffusionsofen bei einer Temperatur von ungefähr 9oo bis 1ooo°C 1o bis 2o Minuten,lang erhitzt werden, um die erwünschte Schwellenverschiebung zu erleichtern.With a P-type ion implantation, boron ions can be accelerated with an implantation energy of 5o to 2oo KV, around the thin silicon dioxide layer 16 but not other areas penetrate and in this way into the distribution to localize the doping near the surface of the silicon substrate 1o. The CCD element can then in a diffusion furnace at a temperature of about 9oo to 1ooo ° C for 10 to 20 minutes, heated for a long time, to facilitate the desired threshold shift.

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Nach durchgeführter Ionen-Implantation kann das Verfahren so fortgesetzt werden, wie dies oben in Verbindung mit den "Pig. 7 bis 9 beschrieben ist. Bei so einem Verfahren können der begrenzte, mit Ionen implantierte Bereich 34 und die abgestufte Silisiumdioxidschicht 24 gemeinsam dazu dienen, die erwünschte Asymmetrie der Potentialschwellen unter der Metallschicht 28 herzustellen- Andererseits kann aber auch der mit Ionen implantierte Bereich 34 alleine dazu verwendet werden, die gewünschte Asymmetrie unter der Metallschicht 28 herzustellen, wobei man so verfährt, wie im folgenden beschrieben wird.After the ion implantation has been carried out, the method can be continued as described above in connection with 7 to 9. In such a method, the limited ion-implanted region 34 and the graded silicon dioxide layer 24 together serve to establish the desired asymmetry of the potential thresholds On the other hand, the region 34 implanted with ions can also be produced under the metal layer 28 on its own can be used to produce the desired asymmetry under the metal layer 28, proceeding as will be described below.

Gemäß den Fig. 1o und 11 wird der gemäß Fig. 6 bloßgelegte Teil der Siliziumnitridschicht 18 weggeätzt. Sodann wird die Vorrichtung erhitzt,- um thermisch einen Ausläufer der dicken Siliziumdioxidschicht 24 an den lotrechten Kanten der Polysiliziumschicht 22 aufwachsen zu lassen. Sobald die Polysiliziumschicht 22 von dem Siliziumdioxid zum Zwecke der elektrischen Isolation genügend überdeckt ist, kann die Metallschicht 28 aufgebracht werden. In der endgültigen Struktur gemäß Fig. 11 rührt die'Asymmetrie der Potentialschwelle unter der Polysiliziumschicht 22 von der asymmetrischen oder abgestuften Isolierung der Polysiliziumschicht 22 gegenüber dem Substrat 1o her, die mit Hilfe der dünnen Siliziumdioxidschicht 16 und der Siliziumnitridschicht 18 bewirkt wird. Die Asymmetrie der Potentialschwelle unter der Metallschicht 28 dagegen rührt daher, daß die Metallschicht 28 sowohl den implantierten Bereich 34 als auch den durchgehenden nicht implantierten Bereich überlappt, wobei jeder Bereich aufgrund der dünnen Siliziumdioxidschicht 16 den gleichen Abstand von der Metallschicht 28 hat.According to FIGS. 1o and 11, the one shown in FIG. 6 is exposed Part of the silicon nitride layer 18 is etched away. The device is then heated - to thermally create an extension of the thick silicon dioxide layer 24 to grow on the vertical edges of the polysilicon layer 22. As soon the polysilicon layer 22 is sufficiently covered by the silicon dioxide for the purpose of electrical insulation, the metal layer 28 can be applied. In the final structure of FIG. 11, the asymmetry arises from the Potential threshold below the polysilicon layer 22 from the asymmetrical or graded insulation of the polysilicon layer 22 with respect to the substrate 1o, which with the help of the thin silicon dioxide layer 16 and the silicon nitride layer 18 is effected. The asymmetry of the potential threshold under the metal layer 28, on the other hand, is due to that the metal layer 28 extends both the implanted area 34 and the non-implanted area overlaps, each area due to the thin silicon dioxide layer 16 being the same distance from the metal layer 28 has.

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Die in Pig. 5 dargestellte, erste Maske 2ο-, die zur Herstellung der Siliziumnitridschicht 18 verwendet wird, kann als eine .Offsetmaske und die Siliziunmitridschicht 18. als äas Muster der Offsetmaske angesehen werden. Die erste Maske 2o und die Siliziumnitridschicht 18 sind räumlich gegenüber der Maske 26, die den Ort für die Polysiliziumschicht 24 und die Metallschicht 28 festlegt, verschoben. Die SiIiziumnitridschicht 18 selber hat ein räumlich festgelegtes Muster, das als Verarbeitungsmaske dazu dient, die geeignete Asymmetrie bei beiden Gate-Elektroden 22 und 28 herbeizuführen. Erstens legt sie nämlich den Ort der Stufe ir. der Polysiliziumschicht 22 fest und bewirkt die Stufe in dieser Schicht sowie die daraus resultierende Asymmetrie« Zweitens legt sie den in Mg. 6 dargestellten Bereich 27 fest, der die Fläche für die Ionen-Implantation und die für das begrenzte Aufwachsen von zusätzlichem Siliziumdioxid an die Siliziumdioxidschicht 24 festlegt, wobei beide dazu dienen, die Asymmetrie für die Metallschicht 28 herbeizuführen. Nachdem die zweite Maske 26 dazu verwendet wird, den Ort der Polysiliziumschicht 22 festzulegen, dient die Siliziumnitridschicht 18 selber dazu, als ortsfeste Maske in Verbindung mit den überlagerten Schichten und weiteren Verfahrensstufen die Herstellung des CCD-Elementes mit Hilfe der selbstregulierenden Eigenschaft der ortsfesten Maske zu Vervollständigen. Drittens sind die schachbrettartige Anordnung des Musters der Offaetcaske, das aus der Siliziuranitridschicht 18 hergestellt ist, und die gradlinige Anordnurgder aus der Polysiliziumschicht 22 und der Metallschicht 28 bestehenden Taktleitungen, die aus der Konstruktion der serpentinenförmigen* Anordnung resultieren, für die hohe -Bit-Dichte in der Anordnung verantwortlich.The one in Pig. 5 shown, first mask 2ο-, the production the silicon nitride layer 18 is used as an offset mask and the silicon nitride layer 18. can be viewed as the pattern of the offset mask. the first mask 2o and silicon nitride layer 18 are three-dimensional opposite the mask 26, which is the location for the polysilicon layer 24 and the metal layer 28 defines, shifted. The silicon nitride layer 18 itself has a spatially defined one Pattern that serves as a processing mask to establish the appropriate asymmetry in both gate electrodes 22 and 28 bring about. First, it specifies the location of the Step ir. Of the polysilicon layer 22 and causes the step in this layer as well as the one resulting therefrom Second, it lays down the asymmetry depicted in Mg. 6 Area 27, which is the area for the ion implantation and which defines the limited growth of additional silicon dioxide on silicon dioxide layer 24, both of which serve to create the asymmetry for the metal layer 28. After the second mask 26 is used to determine the location of the polysilicon layer 22, the silicon nitride layer 18 itself is used to production as a stationary mask in connection with the superimposed layers and further process stages of the CCD element with the help of the self-regulating property of the stationary mask to complete. Third are the chessboard-like arrangement of the pattern of the offaet mask, which is made of the silicon nitride layer 18, and the rectilinear arrangement of the clock lines consisting of the polysilicon layer 22 and the metal layer 28, from the construction of the serpentine * Resulting arrangement, responsible for the high -bit density in the arrangement.

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Fast sämtliche kritischen Ausrichtvorgänge sind im Herstellungsverfahren dieses CCD-Elementes wegen der Selbstausrichtung, die dem Überlappen der Gate-Elektroden aus Silizium innewohnt, entfernt worden. Die Fluchtlinie der Verschiebung des aus der Siliziumnitridschicht 18 bestehenden Musters gegenüber dem aus der Polysiliziumschicht 22 bestehenden Muster beeinträchtigt jedoch die Arbeitsleistung. Wenn die Verschiebung nicht genau symmetrisch zum Polysiliziumrauster verläuft, dann haben notwendig benachbarte Paare von Speicher- und Transportpotentialschwellen verschiedene Größe. Die Ladungskapazität der Anordnung ist dann durch die kleinste Speicher-Potentialschwelle begrenzt. Im schlimmsten Fall ist die Länge der Speicher-Potentialschwelle gleich dem Sollwert minus der Toleranz für Ausrichtuns-sfehler der Maske. Dieser Umstand legt endgültig fest, daß der Wert des Minimalmaßes, T-y-τ-χρ größer sein muß als der Ausrichtfehler der Offsetmaske 2o gegenüber der Maske 26 für die Polysiliziumschicht 22. Was man hierbei unter größer zu verstehen hat, hängt vom gewünschten Eauschgrenzwert des Systems ab. Unter Minimalwert ist die kleinste Leitungsbreite zu verstehen, die zur Zeit-technisch herstellbar ist. Dieses Maß liegt gegenwärtig im Bereich zwischen 1 und 1o ja, wobei der spezielle Wert von dem besonderen Satz der verwendeten Verfahrerastufen und dem gewünschten Produktionsziel abhängt.Almost all of the critical alignment operations are in the manufacturing process this CCD element because of the self-alignment caused by the overlapping of the gate electrodes Silicon is inherent, has been removed. The alignment line of the displacement of the consisting of the silicon nitride layer 18 However, the pattern versus the pattern composed of the polysilicon layer 22 deteriorates the work efficiency. If the shift is not exactly symmetrical to the Polysilicon roughened runs, then have to have adjacent ones Pairs of storage and transport potential thresholds of different sizes. The charge capacity of the arrangement is then limited by the smallest storage potential threshold. In the worst case, this is the length of the storage potential threshold equal to the target value minus the tolerance for alignment errors the mask. This fact finally determines that the value of the minimum dimension, T-y-τ-χρ, must be greater than the alignment error of the offset mask 2o with respect to the mask 26 for the polysilicon layer 22. What is here has to be understood by larger, depends on the desired noise threshold of the system. The minimum value is to be understood as the smallest line width that can currently be technically produced is. This measure is currently in the range between 1 and 1o yes, the special value being the special Set of the processing stages used and the desired one Production target depends.

In der folgenden Tabelle werden summarisch die Arbeitsleistung bzw. die Qualität eines zweiphasigen CCD-Elementes hoher Dichte mit einem üblichen zweiphasigen CCD-Element mit sich überlappenden Gates verglichen, und zwar sowohl für serpentinenförmigen wie auch für parallelen S'ignalfluß, wobei angenommen wird, daß die Amplituden der Takt-• spannungen gleich sind. In der Tabelle sind aufgeführt:The following table summarizes the work performance or the quality of a two-phase high density CCD element with a conventional two-phase CCD element compared with overlapping gates for both serpentine and parallel signal flow, where it is assumed that the amplitudes of the clock • voltages are the same. The table shows:

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die Bitflache A; die Speicherbereichslänge L; die wirksame Kanalbreite Vi; die Speicherbereichsfläche A^; der I.oisturigsverlust pro Chip P-.; das Signal-Rausch-Verhältnis SNR; die Relativwerte für höchste Taktfreauenzen bezogen auf annehmbare Qualität, ?„; und die Relativwer.te der Signalverringerung bei !unvollständigem Ladungstransport aufgrund des Ladungseinfanga in Zwischenbereiehszuständen bei' niedriger: und mittleren Taktfrequenzen E-r»the bit area A; the storage area length L; the effective Channel width Vi; the storage area area A ^; the I.oisturigs loss per chip P- .; the signal-to-noise ratio SNR; the relative values for the highest clock frequencies on acceptable quality,? "; and the relative values of the signal reduction with! incomplete charge transport due to charge trappinga in intermediate range states at 'lower: and average clock frequencies E-r »

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

-- Bit-Bit- 88th 22 SpeicherStorage TABELLETABEL SpeicherStorage LeiLei Signal-Signal- höchstehighest Signalver—Signal ver— Fläche AArea A LMIN L MIN bereichs-area- WirksameEffective bereichs-area- stungs-sturdy Rausch-Intoxication TaktfreCycle rate ringerungreduction 1616 22 länge Llength L KanalbreiSewer pulp Fläche AQ Area A Q verlustloss Verh.S,NRVerh.S, NO quenz F„quence F " bei niedriat low LMIN L MIN te Wte W PD P D ger Takt-long cycle UU frequ.EL frequency E L übliches zweipha-usual two-phased siges CCD-Elementsiges CCD element kk mit sich überlap-overlap with T2 T 2 .penden Gate-Elekdonate gate elec trodento trot 66th Paralleler SigParallel sig LMIN L MIN LMIN L MIN LMIN L MIN PD P D 11 FF. EL E L nalflußnal river LMIN L MIN Serpentinenförmi-Serpentine LMIK L MIK LMIN L MIN PD P D 11 FH F H EL E L ger Signalflußlow signal flow LMIN L MIN Zweiphasiges CCD-Two-phase CCD Element hoherElement higher Dichtedensity V/irksame KanalV / effective channel LMIN
ρ
L MIN
ρ
1/2 LMIN 1/2 L MIN 1/2 PD 1/2 P D 11 > k PH> k P H EL E L
breite W=LMIN width W = L MIN LMIN L MIN Wirksame KanalEffective channel LMIN
2
L MIN
2
L2
MIN
L 2
MIN
PD P D 11 N Il P
'H
N Il P
'H
1/2 E1^J1/2 E 1 ^ J
breite W=2 LMIN width W = 2 L MIN 2 LMIN 2 L MIN

2 A 3 710 62 A 3 710 6

.dojr.; Vergleich des Signalrauschverhältnisses wird ange— r:ou.*i:ev., daß das SNIi. proportional zur Quadratwurzel der Epeicherbereichsfläche ist. Fast das gesamte Rauschen wir d . bei tr. input und während, der Ladungsspeicherung und des Ladr.n^Ktransportes in das CCD-Element hineingebracht und ist proportional der Quadratwurzel der Fläche der· Gate-Elektrode. !!as Fingangsrauschen (thermisches oder Schrot-Rauschen) und das Untergrund s-rausehen (ob thermisch, optisch oder elektrisch erzerrrt); das während des Speicherverfahrens durch die Lpckströne und thermisch erzeugten Ströme erzeugte Rauschen; das während des Transportes aufgrund der Fluktuation der Ladungsträger, die in Zwischenbereichszuständen festgehalten worden sind, und durch eine unterdrückte Transferverlust-Fluktuation hereinkommt, sind proportional der Quadratwurzel der Fläche der Gate-Elektroden.Me maximale Signalladungs-TT: ο ng e ist direkt proportional zur Fläche der Gate-Elektrode. Ueηwegen sind das SNR und die dynamischen Werte proportional der Quadratwurzel der Fläche der Gate-Elektrode..dojr .; Comparing the signal to noise ratio is reasonable r: ou * i:. Ev that the SnII.. is proportional to the square root of the storage area area. Almost all of the noise is d. at tr. input and during the charge storage and charge transport in the CCD element and is proportional to the square root of the area of the gate electrode. !! as entrance noise (thermal or shot noise) and the background s-out (whether thermally, optically or electrically distorted); the noise generated by the circuit tones and thermally generated currents during the storage process; that comes in during transport due to the fluctuation of the charge carriers trapped in intermediate range states and a suppressed transfer loss fluctuation are proportional to the square root of the area of the gate electrodes. Me maximum signal charge TT: ο ng e is directly proportional to Gate electrode area. Because of this, the SNR and the dynamic values are proportional to the square root of the area of the gate electrode.

Γ-ie höchste Taktfrequenz wird durch den unvollständigen Transport freier Ladungsträger bestimmt. S.iehe z.B. CJ. Berglund und R.J. Strain, "Fabrication and Performance Considerations of Charge Transfer Dynamic Shift Registers," Bell System Technical Journal 51, 1972, S. 655-7o3. Bei niedrigen und mittleren Taktfrequenzen begrenzt der Einfang in Zwischenbereichszuständen unter den Kanten der Gates parallel zum aktiven Kanal die Arbeitsleistung bzw. Qualität des CCD-Elementes und die Signalverringerung E^ ist umgekehrt proportional zur Breite des aktiven Kanals. Wenn CCD-Elemente mit sich überlappenden Gate-Elektroden mit einer zirkulierenden Untergrundladung betrieben werden, ist der Einfang in Zwischenbereichszuständen unter den Karfc en der Gate-Elektroden parallel zum aktiven Kanal bei mittleren und niedrigen Taktfrequenzen überwiegend. Die parallelen KantenΓ-ie the highest clock frequency is due to the incomplete Transport of free load carriers determined. See e.g. CJ. Berglund and R.J. Strain, "Fabrication and Performance Considerations of Charge Transfer Dynamic Shift Registers, "Bell System Technical Journal 51, 1972, pp. 655-703. At low and intermediate clock frequencies, the capture in intermediate range states under the edges of the gates limits parallel the work performance or quality of the CCD element for the active channel and the signal reduction E ^ is reversed proportional to the width of the active channel. When CCD elements operated with overlapping gate electrodes with a circulating underground charge is the Trapping in intermediate range states under the carpets of the gate electrodes parallel to the active channel at middle and low clock frequencies predominantly. The parallel edges

809830/0823 BAD 809830/0823 BAD

- 2ο -- 2ο -

sind die Flächen parallel zum Kanal in der Grenzschicht unter den Gate-Elektroden, welche von der Signalladung nicht, aber von der Untergrundladung bedeckt sind. Demnach sind die parallelen Kanten Restberei'che des Kanals, die die Untergrundladung nicht erreicht. Die resultierende Signalverringerung ist umgekehrt.proportional zur Kanalbreite und hängt vom Informationsgehalt des Signals ab. Siehe z.B.: A.M. Mohsen, T.C. McGiIl und Y. Darman, "The Influence of Interface States on Incomplete Charge Transfer in Overlapping Gates Charge Coupled Devices", IEEE Journal of Solid State Circuits, No. 2, April 1973.are the areas parallel to the channel in the boundary layer under the gate electrodes, which are affected by the signal charge not, but covered by the underground charge. Therefore are the parallel edges remaining areas of the duct, which does not reach the underground charge. The resulting signal reduction is inversely proportional to the channel width and depends on the information content of the signal. See for example: A.M. Mohsen, T.C. McGiIl and Y. Darman, "The Influence of Interface States on Incomplete Charge Transfer in Overlapping Gates Charge Coupled Devices", IEEE Journal of Solid State Circuits, No. April 2, 1973.

Aufgrund der Verringerung der Längen der Speicher- und Transportbereiche und wegen des resultierenden Anwachsens der Randfelder, ist die höchste Taktfrequenz bei einem CCD-Element hoher Dichte mehr als viermal so groß als sie bei einem üblichen zweiphasigen CCD-Element ist. Wegen der kleineren Speicherkapazität ist der Leistungsverlust 'vermindert. Die Verringerung des SNR beim CCD-Element hoher Dichte aufgrund der kleineren Speicherbereiche kann durch Vergrößerung der aktiven Kanalbreite ¥ ausgeglichen werden. Außerdem vermindert dies die Signalverringerung bei niedrigen Taktfrequenzen Ex. In diesem Pail ist die Bitfläche eines CCD-Elementes hoher Dichte immer noch kleiner als die Bitfläche eines üblichen zweiphasigen CCD-Elementes.Because of the reduction in the lengths of the storage and transport areas and because of the resulting increase in the fringing fields, the highest clock frequency for a high-density CCD element is more than four times that of a conventional two-phase CCD element. Because of the smaller storage capacity, the performance loss is reduced. The reduction in the SNR in the case of the high-density CCD element due to the smaller storage areas can be compensated for by increasing the active channel width ¥. In addition, this reduces the signal reduction at low clock frequencies E x . In this package, the bit area of a high-density CCD element is still smaller than the bit area of a conventional two-phase CCD element.

Im Vorangegangenen sind Mittel zum Erreichen eines CCD-Elementes sehr hoher Dichte und ausgezeichneter Leistungscharakteristik beschrieben worden. Die Vorteile des offenbarten CCD-Elementes können mit einem standardisierten Herstellungsverfahren einer überlappenden Gate-Elektrode aus Polysilizium unter Verwendung üblicher Maskentoleranzen hergestellt werden. Weiterhin sind die zur Herstellung des CCD-Elementes verwendeten Verfahrensstufen verträglichMeans for achieving a very high density and excellent performance characteristics have been described in the foregoing. The advantages of the disclosed CCD element can with a standardized manufacturing process of an overlapping gate electrode made of polysilicon using standard mask tolerances. Furthermore, they are used to manufacture of the CCD element used process steps compatible

509830/0823509830/0823

mit denen, die in der'MOS Technik verwendet werden, so daß CCD- und MOS-Elemente gleichzeitig im selben Substratwith those that are used in the 'MOS technology, so that CCD and MOS elements simultaneously in the same substrate

hergestellt werden können. Mit Hilfe der Erfindung istcan be produced. With the help of the invention is

eine Bitfläche von ^(kMIN) erreicht worden, und zwara bit area of ^ (k MIN ) has been reached, namely

sowohl für parallel, als auch für serpentinenförmig angeordnete zweiphasige CCD-Elemente. Zum Kontrast sei darauf hingewiesen, daß die bisherigen Ziele darin bestanden, Bit-for both parallel and serpentine two-phase CCD elements. By way of contrast, it should be pointed out that the previous objectives were to

2 ·2 ·

flächen von 8(L MIN) für parallelen Signalfluß und 16areas of 8 ( L MIN ) for parallel signal flow and 16

(L) für serpentinenförmigen Signalfluß zu erreichen.(L) for serpentine signal flow.

Bei Gate-Elektroden mit einer minimalen Breite LMIN von ungefähr 7,78 μ (ο,3 mil) führt das erfindungsgemäße CCD-In the case of gate electrodes with a minimum width L MIN of approximately 7.78 μ (ο, 3 mil), the CCD according to the invention leads

' H ' H

Element zu einer Packungsdichte von mehr als 4,7 X io3 Bits/cm (3 X Io Bits/in ). Die Festlegung der Richtung des Ladungsflusses wird in einem einzigen Gate.minimaler Breite besser erreicht, als in einem Paar von benachbarten Gate-Elektroden oder innerhalb einer einzigen Gate-Elektrode, deren Breite gleich zweimal der Minimalbreite ist.Element with a packing density of more than 4.7 X io 3 bits / cm (3 X Io bits / in). The determination of the direction of the charge flow is better achieved in a single gate of minimum width than in a pair of adjacent gate electrodes or within a single gate electrode, the width of which is twice the minimum width.

Patentansprüche:Patent claims:

509830/0823509830/0823

Claims (1)

Patentansprüche: J Auf einem harbleitenden Substrat aufgebautes CCD-Element, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens aus einem Paar von benachbarten, sich selbst ausgerichtet habenden und sich überlappenden Gate-Elektroden minimaler Größe, die untereinander und gegenüber der Oberfläche des Substrats (io) im Abstand isoliert angeordnet sind, und Schichten bzw. Bereiche (18, 22, 24, 34) aufweist, die jeder der Gate-Elektroden zugeordnet sind'und in entsprechenden Bereichen der Gate-Elektroden angeordnet sind, um eine Asymmetrie in der Potentialschwellenverteilung in den entsprechenden Bereichen der Gate-Elektroden herzustellen, wobei die Asymmetrie die Richtung des Ladungsflusses in Substrat (lo) nach Anlegen von zwei vorgegebenen Taktspannungen an benachbarte Gate-Elektroden festlegt. 2. CCD-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten und Bereiche (18,- 22; 24, 34), die zum Aufbau der Asymmetrie dienen, eine Isolierschicht (18; 24) umfassen, die wenigstens eine der Gate-Elektroden so im Abstand vom Substrat (lo) hält, daß ein Teil der Gate-Elektroden einen größeren Abstand vom Substrat (1o) hat als deren anderer Teil. 3r CCD-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten und Bereiche(i8, 22, 24, 34) zur Herstellung der Asymmetrie einen im Substrat (lo) angeordneten mit Ionen implantierten Bereich (34) umfassen, der das Schwellenpotential in diesem Bereich verändert. 5ϋ9θ30/0823 4. CCD-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gate-Elektroden aus einer Anordnung paralleler Streifen minimaler Breite (!„-„) besteht, wobei die Streifen untereinander einen Abstand, der gleich der minimalen Breite· Iw-nt ist, aufweisen und miteinander elektrisch verbunden sind. 5. CCD-Eleraent nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode Abschnitte aufweist, die wenigstens den Zwischenraum zwischen den Streifen überlappen. 6. CCD-Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode aus einer Anordnung paralleler Streifen besteht, die fingerartig zwischen den Streifen der einen Elektrode angeordnet sind. 7. CCD-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine relativ dicke, auf dem Substrat (1o) aufliegende Isolierschicht (12) "'und einen darin ausgebildeten serpentinenförmigen Kanal (14) aufweist, der im wesentlichen rechtwinklig zu den Streifen der einen Elektrode verläuft, eine Breite, die gleich der minimalen Abmessung (L-,-^), und eine Tiefe, die mehr als die Hälfte aber weniger als die Gesamtdicke der Isolierschicht (.12) beträgt, hat, so daß eine dünne ■ Isolierschicht (16) im Boden des Kanals (14) verbleibt. 8. CCD-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere zusätzliche rechteckige Isolierbereiche im Kanal (14) aufweist, die auf der dünnen Isolierschicht (16) entlang des Kanals (14) angeordnet sind und dabei Reihen bilden, wobei die in einer der Reihen angeordneten zusätzlichen rechteckigen Isolier-■bereiche zu denen, die in der benachbarten Reihe.ange- 509830/082.3- ordnet sind, versetzt sind und wenigstens einen Teil der Schichten und Bereiche (18, 22, 24, 34) zur Herstellung der asymmetrischen Potentialschwellen bilden. 9. CCD-Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Isolationsbereich ungefähr halb so breit wie die Streifen der einen Gate-Elektrode ist, und die Streifen der Gate-Elektrode so zu den Isolationsbereichen angeordnet sind, daß jeder Streifen in jeder Reihe nur einen Isolationsbereich (18B) überdeckt. · 1o. CCD-Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß- die Kanten der Streifen der Gate-Elektrode im wesentlichen mit den Kanten der Isolationsbereiche (18B) ausgefluchtet sind.Claims: J CCD element constructed on a conductive substrate, characterized in that it consists of at least one pair of adjacent, self-aligned and overlapping gate electrodes of minimal size, spaced from one another and from the surface of the substrate (io) are arranged insulated, and layers or regions (18, 22, 24, 34) which are assigned to each of the gate electrodes and are arranged in corresponding regions of the gate electrodes in order to provide an asymmetry in the potential threshold distribution in the corresponding regions of the gate electrodes, the asymmetry defining the direction of the charge flow in the substrate (lo) after two predetermined clock voltages have been applied to adjacent gate electrodes. 2. CCD element according to claim 1, characterized in that the layers and regions (18, - 22; 24, 34) which are used to build up the asymmetry, an insulating layer (18; 24) comprise at least one of the gate Keeps electrodes at a distance from the substrate (lo) that a part of the gate electrodes has a greater distance from the substrate (1o) than their other part. 3r CCD element according to claim 1, characterized in that the layers and regions (i8, 22, 24, 34) for producing the asymmetry comprise an ion-implanted region (34) which is arranged in the substrate (lo) and has the threshold potential therein Area changed. 5ϋ9θ30 / 0823 4. CCD element according to claim 1, characterized in that at least one of the gate electrodes consists of an arrangement of parallel strips of minimum width (! "-"), the strips being at a distance from one another which is equal to the minimum width · Iw-nt is, have and are electrically connected to one another. 5. CCD-Eleraent according to claim 4, characterized in that the other electrode has sections which overlap at least the space between the strips. 6. CCD element according to claim 5, characterized in that the other electrode consists of an arrangement of parallel strips which are arranged like fingers between the strips of one electrode. 7. CCD element according to one of claims 1 to 6, characterized in that it has a relatively thick, on the substrate (1o) resting insulating layer (12) "'and a serpentine channel (14) formed therein, which is substantially rectangular to the strips of one electrode, a width which is equal to the minimum dimension (L -, - ^), and a depth which is more than half but less than the total thickness of the insulating layer (.12), so that a thin insulating layer (16) remains in the bottom of the channel (14) 8. CCD element according to one of claims 1 to 7, characterized in that it has several additional rectangular insulating areas in the channel (14) which are on the thin insulating layer (16) are arranged along the channel (14) and thereby form rows, the additional rectangular insulating areas arranged in one of the rows being offset from those arranged in the adjacent row 509830 / 082.3 and at least one n form part of the layers and regions (18, 22, 24, 34) for producing the asymmetrical potential thresholds. 9. CCD element according to claim 8, characterized in that the additional insulation area is approximately half as wide as the strips of a gate electrode, and the strips of the gate electrode are arranged in relation to the insulation areas that each strip is in each row covers only one insulation area (18B). · 1o. CCD element according to Claim 9, characterized in that the edges of the strips of the gate electrode are essentially aligned with the edges of the insulation regions (18B). 1.1. CCD-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen folgendes aufweist: 1.1. CCD element according to one of Claims 1 to 1o, characterized in that it essentially has the following: a) eine erste Anzahl von Elektroden-Elementen mita) with a first number of electrode elements der minimalen Abmessung L·,^, die gemeinsam entlang des Kanala(H) mit einem gegenseitigen Abstand, der gleich der minimalen Abmessung Ivrjw ist, angeordnet sind, wobei jedes der Elektroden-Elemente im wesentlichen mit einer ersten Hälfte auf der dünnen Isolationsschicht (16) liegt;the minimum dimension L ·, ^, which are common along of the channel (H) arranged at a mutual distance equal to the minimum dimension Ivrjw are, each of the electrode elements substantially with a first half on the thin insulating layer (16) lies; b) eine erste Gruppe von zusätzlichen Isolationsbereichen (18B), die im Kanal (14) und zwischen der dünnen Isolationsschicht (16)· und der verbleibendenb) a first group of additional isolation areas (18B) in the channel (14) and between the thin insulation layer (16) · and the remaining 509830/0823509830/0823 zweiten Hälfte jeder der Elektroden-Elemente angeordnet sind, wobei die zweite Hälfte der Elektroden-Elemente gegenüber dem Substrat(To)einen größeren Abstand aufweist, als deren erste Hälfte;second half of each of the electrode elements arranged are, the second half of the electrode elements has a greater distance from the substrate (To) than its first half; c) elektrischer Verbindungen zwischen den ersten Elektroden-Elementen;c) electrical connections between the first electrode elements; d) eine zweite Anzahl von Elektroden-Elementen, die untereinander elektrisch verbunden sind und die Zwischenräume (27) zwischen den ersten Elektroden-Elementen überbrücken;d) a second number of electrode elements which are electrically connected to one another and which Bridge gaps (27) between the first electrode elements; e) eine aweite Gruppe von zusätzlichen Isolationsbereichen (24), die zwischen den ersten'und zweiten Elektroden-Elementen angeordnet sind und diese gegeneinander isolieren, wobei jeder Isolationsbereich (24) der zweiten Gruppe einen Abschnitt einschließt, der auf der dünnen Isolationsschicht (16) unmittelbar an der entsprechenden ersten Hälfte-des ersten Elektroden-Elementes anliegt und einen Abstand gegenüber den entsprechenden Isolationsbereich (18B') der ersten Gruppe aufweist; unde) a wide group of additional isolation areas (24), which are arranged between the first and second electrode elements and these against each other isolate, each isolation area (24) of the second group including a portion, on the thin insulation layer (16) directly on the corresponding first half of the first electrode element and a distance opposite the corresponding isolation region (18B ') of the first group; and f) einen ersten Abschnitt in jeidem der zweiten Anzahl von Elektroden-Elementen, der auf der dünnen Isolationsschicht (16) aufliegt und einen zweiten Abschnitt,der zweiten Anzahl der Elektroden-Elemente., der auf den Isolationsbereich (24) der zweiten Gruppe aufliegt, wobei der genannte zweite Abschnitt einen größeren Abstand zum Substrat (io) aufweist, als der genannte erste Abschnitt.f) a first section in each of the second number of electrode elements which rests on the thin insulation layer (16) and a second section which second number of electrode elements., on the insulation area (24) of the second group rests, said second section being at a greater distance from the substrate (io), than the said first section. 50 98 307 08 2 350 98 307 08 2 3 12. CCD-Element nach einem der Ansprüche 7, 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (14) mehrere parallele Kanalabschnitte aufweist.12. CCD element according to one of claims 7, 8 and 11, characterized in that the channel (14) has a plurality of parallel channel sections. 13. CCD-Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Anzahl von Elektroden-Elementen aus zwei Sätzen von Streifen bestehen, die rechtwinklig sum Kanal verlaufen und fingerartig ineinander angeordnet sind.13. CCD element according to claim 12, characterized in that that the first and second numbers of electrode elements consist of two sets of strips which are at right angles run along the canal and arranged like fingers inside one another are. 14. CCD-Element "nach Anspruch 12,, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe Isolationsbereiche (18B) im Kanal (14) schachbrettartig gegeneinander versetzt angeordnet sind.14. CCD element "according to claim 12, characterized in that that the first group of insulation areas (18B) in the channel (14) are arranged offset from one another in a checkerboard manner are. 15. CCD-Element nach einem der Ansprüche 3 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Bereich des Substrats (io), der unter jedem der zur zweiten. Gruppe gehörenden Isolationsbereiche (24) in der dünnen Isolationsschicht (16) angeordnet ist,- einen mit Ionen implantierten Bereich (34) aufweist.15. CCD element according to one of claims 3 or ff., Characterized characterized in that it is in a region of the substrate (io) which is below each of the to the second. group belonging insulation areas (24) in the thin insulation layer (16) is arranged, - has a region (34) implanted with ions. 16. CCD-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anzahl elektrisch miteinander verbundener Elektroden-Elemente auf der dünnen Isolationsschicht (16) in den Räumen (27) zwischen der ersten Anzahl Elektroden-Elemente und isoliert von diesen angeordnet ist, der mit Ionen implantierte BP-veich (34) benachbart dem Bereich des Substrats (io) ist, der unter der ersten Hälfte jedes Elektroden-Elementes, das zur ersten Anzahl von Elektroden-Elemonten gehört, liegt und ungefähr in der Mitte zwischen benachbarten Elektroden-Elementen der ersten Anzahl16. CCD element according to one of the preceding claims, characterized in that the second number of electrically interconnected electrode elements is arranged on the thin insulation layer (16) in the spaces (27) between the first number of electrode elements and insulated therefrom , the ion-implanted B P - vei ch (34) is adjacent to the area of the substrate (io) which is below the first half of each electrode element belonging to the first number of electrode elements and approximately midway between adjacent electrode elements of the first number 509830/0823509830/0823 Elektroden-Elemente endet, wobei der mit Ionen implantierte Bereich (34) dazu dient, die Schwellenspannung in den Bereich der Oberfläche des Substrates (io) zu erhöhen.Electrode elements ends with the implanted with ions Area (34) is used to increase the threshold voltage in the area of the surface of the substrate (io) raise. MTBtTANWALTEMTBtANWALTE 011.-INO-KHMCKE1DIPL-INo-KBOHR WPLMNe. LSTABOER011.-INO-KHMCKE 1 DIPL-INo-KBOHR WPLMNe. LSTABOER 5 0 9 8 30/08235 0 9 8 30/0823
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