DE2536311A1 - Ladungsuebertragungsvorrichtungen - Google Patents
LadungsuebertragungsvorrichtungenInfo
- Publication number
- DE2536311A1 DE2536311A1 DE19752536311 DE2536311A DE2536311A1 DE 2536311 A1 DE2536311 A1 DE 2536311A1 DE 19752536311 DE19752536311 DE 19752536311 DE 2536311 A DE2536311 A DE 2536311A DE 2536311 A1 DE2536311 A1 DE 2536311A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zone
- charge transfer
- charge
- signal
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 claims description 4
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 32
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 1
- 230000037007 arousal Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- AMHIJMKZPBMCKI-PKLGAXGESA-N ctds Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]2O[C@H](COS(O)(=O)=O)[C@H]1O[C@H]([C@@H]([C@H]1OS(O)(=O)=O)OS(O)(=O)=O)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@@H](O[C@@H]1CO)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]1O[C@@H](O[C@@H]1CO)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]1O[C@@H](O[C@@H]1CO)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]1O[C@@H](O[C@@H]1CO)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]1O[C@@H](O[C@@H]1CO)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H]1O2 AMHIJMKZPBMCKI-PKLGAXGESA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
- H01L29/765—Charge-coupled devices
- H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/76808—Input structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER
ZWIRNER · HIRSCH
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237
Western Electric Company, Incorporated A.M. Mohsen
New York, N.Y., USA
Ladun&sübertragyingsvorrichtungren
Me Erfindung betrifft Ladungsübertragungsvorrichtungen.
Man hat in Halbleiterbauelementen einen Schieberegisterbetrieb
durch elektrisch gesteuertes Verschieben lokalisierter Anhäufungen von Ladungen (Ladungspaketen) in einem Halbleitermedium
erreicht. Solche Ladungspakete werden steuerbar durch den Halbleiter übertragen, und zwar mit Hilfe von zugeführten Taktspannungsimpulsen,
welche elektrische Ladungen von einem Speicherplatz zu dem nächsten Speicherplatz im Halbleiterbauelement übertragen.
Ein solches Halbleiterschieberegister ist seiner Wirkung nach eine Art Ladungsübertragungsvorrichtung (nach dem englischen
Ausdruck charge transfer device auch mit CTD abgekürzt). Diese Vorrichtungen finden Verwendung als Verzögerungsleitungen und
optische Abbildungsvorrichtungen.
Ladungsübertragungsvorrichtungen fallen in zwei Hauptkategorien, die sogenannte "Ladungsgekoppelte Vorrichtung"
(nach dem englischen Ausdruck charge-coupled device auch CCD abgekürzt) und die integrierten Schaltungsversionen der
München: Kramer ■ Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Bliimbacti - Dr. Bergen · Zwirner
6 0 980 9/0778
"Eimerkettenvorrichtung11 (nach.dem englischen Ausdruck bucketbrigade
device auch mit BBD abgekürzt). In beiden Kategorien definiert ein räumlich periodisches Elektroden-Metallisierungsmuster
auf einer Hauptfläche eines mit elektrisch isolierendem Oxiöjoedeckten Halbleiterkörpers eine Reihe von integrierten
MOS- (metal-oxide-semiconducter, das heißt Metall-Oxid-Halbleiter)
artigen Kondensatorzonen, die als Übertragungsplätze dienen, sodaß lokalisierte elektrische Ladungsanhäufungen (oder
Teile davon) im Halbleiter, die auf ein Eingangssignal hin entstehen, sequentiell zwischen benachbarten MOS-Kondensatorzonen.
durch den Halbleiter geschoben werden können, und zwar unter den Einfluß einer Folge von elektrischen Spannungsimpulsen (Takt),
die an die Elektroden angelegt werden. Die Ladungspakete werden abhängig von einem Signal anfangs am Eingangsende einer Kette
solcher MOS-Kondensatorzonen entsprechend einem Strom digitaler oder analoger Signalinformation, beispeilsweise in Form von signalgesteuerten
injizierten Ladungen, in einen ersten Übertragungsplatz der CTD injiziert, und zwar zu den der Taktspannungsimpulsfolge
entsprechenden Zeitpunkten. Bekanntlich kann die Taktspannungsimpulsfolge im Zusammenhang mit solchen CTD's dreiphasig,
zweiphasig oder einphasig sein, wie es beispielsweise in 4-9 Bell System Technical Journal, April 1970, Seiten 587-593,
bzw. in den US-Patentschriften 3 651 349 und 3 796 932 beschrieben
ist.
Es versteht sich natürlich, daß bei den heutigen HaIbleiterladungsübertragungsvorrichtungen
gewöhnlich das Halbleitermedium Silizium und das Oxid Siliziumdioxid ist. Generell können
609809/0776
jedoch auch andere geeignete Halbleiter-Isolator-Kombinationen
verwendet -werden. Dementsprechend kann sich insbesondere der Ausdruck
"Oxid" (und folglich "MOS") in Verbindung mit CTD's auf irgendeinen solchen geeigneten Isolator beziehen.
In der deutschen Patentanmeldung P 24· 4-3 118.3 ist eine
Eingangsschaltung zum Injizieren von Ladungen in eine Halbleiterübertragungsvorrichtung
beschrieben, bei welcher das Ladungspaket-Eingangssignal der Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung im
■wesentlichen unabhängig von den Oberflächeneigenschaften des
Halbleiters gemacht werden konnte, und zwar durch periodische übertragung signalunabhängiger Eingangsladungen von einer Ladungsquellenzone
(Eingangsdiode) auf den ersten Übertragungsplatz der CTD und durch anschließende Übertragung signalabhängiger
Ladungen von diesem ersten CTD-Übertragungsplatz zurück zur
Ladungsquelle. Dadurch war das resultierende Eingangs- (Signal-)
Ladungspaket im ersten Übertragungsplatz, das dann anschließend ins Innere der CTD übertragen wurde, im wesentlichen unempfindlich
gegenüber den veränderlichen Halbleiteroberflächenkanaleigenschaften der Halbleiteroberfläche in der Umgebung der Eingangsdiode. Die das gegenwärtige Signal darstellende resultierende
Eingangsladung eines gegebenen Paketes war noch etwas verringert durch das Rauschen der an den ersten Übertragungsplatz angelegten
Taktspannungen. Auch war die Linearität des Verhältnisses
zwischen resultierender Eingangssignalladung und Signalspannung
zwar wesentlich verbessert, aber nicht so gut, wie sie für bestimmte kommerzielle Anwendungen für eine analoge Signalverarbeitung
wie für analoge Verzögerungsleitungen, Transversalfilter, Zeitkompressoren und -expander erwünscht ist.
K 0 Q- 8 Π 9 / 0 7 7 6
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Ladungübertragungsvorrichtung verfügbar zu machen,
bei welcher diese Nachteile verringert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Ladungsübertragungsvorrichtung
vorgesehen, die ein Ladungsübertragungsmedium umfaßt und in diesem einen Eingangsteil der Vorrichtung
mit verschiedenen Zonen in folgender Eeihenfolge: Eine Eingangszone zum Injizieren von Ladung in das Medium, eine
Bezugszone und eine Signalzone, der ein Ladungsübertragungsteil der Vorrichtung folgt. Das Potential der Signalzone ist durch
ein Eingangssignal steuerbar, woduch die Signalzone dazu dient, von der Eingangszone entsprechend dem Eingangssignal durch die
Bezugszone injizierte Ladung für eine anschließende übertragung in den Übertragungsteil zu sammeln. Die Bezugszone vermag eine
Bezugspotentialzone zu erzeugen, und zwar sowohl zur Ladungsübertragung von der Eingangszone zur Signalzone als auch zur Erzeugung
einer Potentialbarriere gegen das Zurückfließen von Ladung in der Signalzone zur Eingangszone hin.
Jede dieser Zonen kann eine ihr betriebsmäßig zugeordnete ELektrode aufweisen. Ss kann eine Vorrichtung zur Erregung
der der Eingangszone zugeordneten Elektrode vorgesehen sein, um periodisch Ladung in das Medium zu injizieren, eine Vorrichtung
zur Errggung der der Bezugszone zugeordneten Elektrode, um die Bezugszone auf dem Bezugspotential zu halten, und eine Vorrichtung
zur Erregung der der Signalzone zugeordneten Elektrode dem Eingangssignal entsprechend. Es können Elektroden vorgesehen sein,
€09809/0776
ς VS36311
die dem Ladungsiibertragungsteil der Vorrichtung betriebsmäßig zugeordnet sind, und Vorrichtungen zur Erregung dieser Elektroden
mit aktiven und passiven Spannungsphasen für eine Ladungsübertragung durch das Medium. Die Spannungen aktiver und passiver
Phase an den den letzteren Elektroden zugeordneten Zonen in dem Medium haben die Amplitude V + V bzw. V . Die Bezugssparmung
V für das Bezugspotential liegt im Betrieb im Bereich von V bis V + V . Die Vorrichtung zur Erregung der Eingangszonenelektrode
dient zur Erzeugung einer Spannung in der Eingangszone, die lediglich für eine vorbestimmte Zeit während einer
aktiven Spannungsphase der Vorrichtung zur Erregung der Elektroden des Übertragungsteils im Bereich von V bis Vr liegt und
ansonsten größer als V ist. Das Eingangssignal ist im Betrieb vorzugsweise so beschaffen, daß das Spannungspotential der Signalzone
im Bereich V bis 1/2(V +V +V )liegt.
Diejenigen Elektroden, die der Bezugszone, der Signalzone und den ersten beiden Zonen des Ladungsübertragungsteils
der Vorrichtung zugeordnet sind, können in der Ladungsubertragungsrichtung
der Vorrichtung wenigstens etwa zweimal solang sein wie die anderen Elektroden in diesem Teil, und die anderen
Elektroden haben in Ladungsubertragungsrichtung im wesentlichen
dieselbe Länge.
Die Elektroden können in einer Richtung, die parallel zur Oberfläche des Mediums, aber senkrecht zur Ladungsubertragungsrichtung
verläuft, alle im wesentlichen dieselbe Breite haben.
B 0 9 8 0 9/0776
k /536311
Das Ladungsübertragungsmedium kann ein elektrisch halbleitendes Medium sein.
Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung kann
die Menge der Ladung, die in die Signalzone injiziert und von dieser zur weiteren Verschiebung durch die CTD gesammelt wird,
eine lineare Funktion der (das heißt, linear proportional zur) Differenz zwischen der Signalzonenspannung und der Bezugszonenspannung
sein. Auf diese Weise kann diese Ladungsmenge im wesentlichen unabhängig sein von dem unvermeidlichen relativ hohen elektrischen
Rauschwert in den Taktimpulsspannungen, die dem CTD-Körper zugeführt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Querschnittdiagramm einer erfindungsgemäßen Dreiphasen-Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung;
Fig. 2 zum besseren Verstehen der Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 eine Darstellung von Spannungen in Abhängigkeit
von der Zeit;
Fig. 3 ein Querschnittsdiagramm eines Teils einer erfindungsgemäßen
Zweiphasen-Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung; und
Fig. 4 ein Querschnittdiagramm eines Teils einer erfindungsgemäßen
Einphasen-Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung.
Aus Gründen der Klarheit ist keine der Zeichnungen notwendigerweise
maßstabsgerecht, jedoch mit der Ausnahme, daß die
6 0 9 8 0 9 / 0 7 7 S
ORIGINAL INSPECTED
Elektrodenbreiten für jede der Fig. 1, 3 und 4 in horizontaler
Richtung im selben realtiven Maßstab dargestellt sind.
In Fig. 1 umfaßt eine Dreiphasen-Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung
10 ein einkristallines p-leitendes Siliziumhalbleitermedium 11. Auf der Oberfläche 12 dieses Mediums
11 ist eine isolierende Oxidschicht 13 niedergeschlagen,
beispielsweise etwa 1500 A dickes Siliziumdioxid, das bei beispielsweise
etwa 1100° C thermisch gezüchtet worden ist. Ein Paar N+-Zonen 11.1 und 11.2 sind an der Oberfläche 13 gebildet,
um als Eingangsdiodenzone 11.1 bzw. Ausgangsdiodenzone 11.2 zu dienen. Die Diodenzonen 11.1 und 11.2 können starke Donator-
18 dotierungen bis zu einer Menge zwischen etwa 10 Atome pro
und 10 Atome pro cnr enthalten, beispielsweise etwa 10
pro cnr, während der Volumenteil des Siliziummediums 11 starke Akzeptordotierungen bis zu einer Menge zwischen etwa 10 Atome
pro cm* und etwa 10 Atome pro cnr enthält, beispielsweise
etwa 5x10 pro cnr .
Die Oxidschicht 13 enthält ein Paar öffnungen, und zwar
eine für eine ohmschenKontaktbildende Elektrode E^ zur Herstellung
eines äußeren elektrischen Kontaktes für die Eingangsdiodenzone 11.1 und die andere für eine ohmschenKontaktbildende Elektroden
E zur Herstellung eines äußeren elektrischen Kontaktes für die Ausgangsdiodenzone 11.2. Zwischen diesen Elektroden ist eine
Reihe von Elektroden E , E , Ex,, E0, e^, e., eo, ex,...e., eo,
r S I c. 0 I e~ 0 'C-
e3' er anSeor<3-ne"t· ^i e m^ E (Großbuchstabe) bezeichneten Elektroden
sind in der x-Richtung (die in der Richtung von E, nach
fi-'0:?f-8 0 9/0776
λ λ Ό ο υ J ι ι
E verläuft, nämlich parallel zur Oberfläche 12 des Mediums
in Ladungsübertragungsausbreitungsrichtung) vorteilhafterweise wenigstens zweimal sobreit wie die mit e (Kleinbuchstabe) bezeichneten
Elektroden, die im wesentlichen gleich breit sind. Dadurch sind die unterhalb E und E liegenden Eingangszonen
ausreichend breit, um genügend Ladung für eine nachfolgende Übertragung selbst bei einem maximalen Signal zu speichern.
Die Längen dieser Elektroden können jedoch parallel zur Zeichnungsebene (ebenfalls parallel zur Oberfläche 12 des Mediums
11) alle gleich sein. Die Breiten dieser letzteren (e-Typ) Elektroden können im Bereich von etwa 5 Mikrometer bis 30
Mikrometer, typischerweise bei etwa 10 Mikrometer liegen. Den Elektroden werden Spannungen von einer Spannungsquelle 15 zugeführt,
mit welcher diese verbunden sind.
Im Betrieb ist der vorteilhafterweise gemeinsame Spannungspegel V (Fig. 2) der TaktimpulsSpannungsphasen (φ., φ ρ
und (J)7) zu etwa 1 Volt gewählt, während die gemeinsame Spannungsimpulshöhe
V dieser Taktimpulse vorteilhafterweise etwa 15 Volt beträgt. Der Bezugsspannungspegel V kann etwa 5 Volt
sein, und diese selbe Spannung V kann sowohl der Elektrode Er auf der Eingangsseite der CTD 10 als auch der Elektrode er
auf deren Ausgangsseite zugeführt werden. Der Spannungswert für die Eingangsdiodenspannung (auf E^ geführt) wird vorteilhafterweise
so gewählt, daß die Eingangsdiodenspannung lediglich während einer Impulsphase (tQ-tx|) während der aktiven Phase (V +V )
des Taktimpulses ψ, zwischen Vr und V0 liegt und ansonsten wenigstens
etwas größer als VO+V_ ist. Die Impulsphase der Eingangs-
K η 9 8 0 9 / 0 7 7 6
diode tritt somit auf, während die Taktphasen φ. und φ~ beide
ruhen (das heißt, sich auf einem Wert befinden, der gleich VQist)
Die Eingangsdiodenspannung beträgt während des Zeitraums "^0-t^,
der Eingangsimpulsphase, etwa 3 Volt, während der Eingangsdiodenwert
ansonsten (außerhalb des Zeitabschnitts t -t^) etwa
17 Volt beträgt. Diese letztere Spannung von 17 Volt kann jedoch solange reduziert werden, wie sie auf einem Wert gehalten
wird, der größer als V ist. Die der Elektrode E zugeführte
r &
Signaispannung ist vorteilhafterweise so eingestellt, daß sie
im Bereich zwischen V und V + -p (V + V - V) liegt, und
zwar abhängig vom Signal, das heißt, ein ITull-Analogsignal wird
durch V und ein maximales Analogsignal durch -^r (V + V + V_)
dargestellt. Somit reicht die der Elektrode Ερ zugeführte Bezugsspannung
V aus, um ein Bezugspotential in der Bezugsgatterzone (unterhalb der Elektrode E37) zu erzeugen, die an der Bezugsgatterzonen-Signalzonen-Grenzfläche
eine Spannungsbarriere bildet. So dient die Bezugs spannung V37 auch dazu, die elektrische
Ladung innerhalb der Signalzone in Übereinstimmung mit der Signalspannung V zu halten. Auf diese Weise hat man gemessen,
daß die von der Eingangsdiodenzone 11.1 zum CTD-iCö'rper injizierten
Ladungen (pro Zyklus der Taktphaseninpulse) eine getreue
analoge Darstellung der (mittleren) Signalspannung während des
Zeitabschnitts t-t^ sind, und zwar mit einem ITichtlinearitäts-(li'ehler-)wert
von weniger als etwa 4-0 dB,bezogen auf das Signal.
Es versteht sich, daß die Elektroden der CTD 10 vorteilhafterweise
so hergestellt werden sollten, daß sie die nächst benachbarten Elektroden beiderseits überlappen, und zwar mit
geeigneter beidseitiger Isolation, wie sie in dieser Technik be-
f3 0980 9 /0776
.* i. b ο Ό J I I
kannt ist. Dadurch wird eine im wesentlichen vollständige
Ladungsübertragung von einer zur anderen Seite des Halbleitermediuais
unterhalb dieser Elektroden sichergestellt.
Es versteht sich außerdem, daß die verschiedenen Spannungen VQ, V , V und die Taktspannungen φ^, «^, φχ elektrische
Potentiale sind, die im Halbleitermedium 11 genau unterhalb der entsprechenden Elektroden erzeugt werden, denen die Spannungen
von der Spannungsquelle 15 zugeführt werden, und daß die von der
Quelle 15 zu den Elektroden gelieferten entsprechenden Spannungen
etwas größer als diese Potentiale sind (aufgrund der Spannungsabfälle über dem Isolator 13).
Bei einer Ziveiphasen-Vorrichtung 30 (Fig. 3) erzeugen
die Spannungstaktphasen φ,, und <{)p Spannungspotentiale in dem
Halbleitermedium, welche zwischen VQ im linken Teil eines Übertragungsplatzes
während der passiven Phase von §^ in der Taktimpulsfolge
und V +V im rechten Teil eines Übertragungsplatzes während der aktiven Phasen von ψ^, variieren. Bei einer Einphasen-Vorrichtung
40 (Fig. 4-) variieren die Spannungspotentiale zwischen V und (V +V ), und zwar wieder im linken bzw. rechten
Teil eines Platzes während der passiven bzw. aktiven Phase der Taktiüipulsfolge. Pur die Einzelheiten des Volumenteils der Einphasenvorrichtung
4-0 (das heißt, des Teils rechts von der Elektrode E) kann auf die Beschreibung der Fig. 13 in der bereits
erwähnten US-Patentschrift 3 796 932 verwiesen werden.
Bei bestimmten Anwendungen (Gleichtaktsignaleingang), bei welchen die gewünschte Signaleingangsinformation in Form der
S09809/0778
25363
Differenz V-V vorliegt (in "welchem Fall der Bezugspegel
der Bezugszone variieren kann), ist es vorteilhaft, daß beide
Elektroden E und E auf dem selten Oxidniveau der Schicht 13
sr
angeordnet sind. Wenn diese Elektroden voneinander getrennt liegen, sollte eine (nicht dargestellte) Hilfselektrode, die
von E und E jeweils isoliert ist und diese überspannt, zügefügt werden, um in der Zone unterhalb E und E glatte Potentialbarrieren
und folglich glatte Ladungsübertragungen zu erzeugen.
Man glaubt, daß der relativ niedrige Rauschwert und die Linearität zwischen analogen Ladungspaketen und der Signalspannung,
die erreicht werden können auf wenigstens2£laktoren beruhen.
Einen Paktor stellen die relativ glatten vertikalen Kanten der
Potentialbarrieren des der Elektrode E zugeordneten Platzes im Halbleitermedium dar. Ein weiterer Faktor ist die relative
Unempfindlichkeit einer in einem Eingangsladungspaket gesammelten Ladungsmenge gegenüber den unvermeidlichen Rauschspannungen
in den Taktimpulsspannungen, die dem Innenteil der Vorrichtung
zugeführt werden, da beide den Elektroden E und E (den einzigen Elektroden, die der Ladungsmenge in den Eingangsladungspaketen
zugeordnet sind) zugeführten Spannungen unabhängig von Taktimpulsspannungen sind.
Selbstverständlich sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann (anstelle eines p-leitenden) ein n-leitender
Halbleiter für das massive Halbleitermediuiii 11 verwendet werden,
und zwar in Verbindung sowohl mit einer Umkehr der Polari-
0 9 3 U 'J /0778
täten der zugefülirten Spannungen als auch mit einigen möglichen
Änderungen der Größe der zugeführten Spannungen in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Halbleitermediums, wie
es in dieser Technik bekannt ist. Wenngleich nur Oberflächenkanalhalbieiterbauelemente
ausführlich beschrieben worden sind, können außerdem Volurienkanal-Vorrichtungen erfindungsgemäß verwendet
werden, das heißt solche, bei welchen die Ladungsübertragung in einer ganzen, aber dünnen (etwa 1 Mikrometer) Halbleiterschicht
stattfindet, deren Leitungstyp entgegengesetzt zu dem des massiven Halbleitersubtrats ist. Schließlich kann es
sich bei den Elektroden um beiderseits isolierte, stark dotierte polykristalline Siliziumelektroden handeln, wie sie in der
Technik bekannt sind.
fj O 9 8 0 9 / 0 7 7 6
Claims (1)
- BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCHPATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADENPostadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237Western Electric Company, Incorporated A.M. Mohsen 2 New York, N.T., USAPATE Ή TA N SPRÜCHELadungsübertragungsvorrichtung mit einem Ladungsübertragungsmedium, einer Eingangszone in dem Medium zum Injizieren von Ladung in das Medium und einem Ladungsübertragungsteil für die Übertragung von Ladung über das Medium, dadurch gekennzeichnet , daß eine Bezugszone (E) und eine Signalzone (S) vorgesehen sind, auf welche der Ladungsübertragungsteil (E^, E2, e,, ...) der Vorrichtung (1O) folgt, daß das Potential der Signalzone durch ein Eingangssignal (S) steuerbar- ist, sodaß die Signalzone von der Eingangszone (E^, 11.1) durch die Bezugssone injizierte Ladung dem Eingangssignal entsprechend für eine anschließende Übertragung in den Übertragungsteil zu sarxmeln vermag, und daß die Bezugszone eine Bezugspotentialzcne zu erzeugen vermag, die sowohl der Ladungsübertragung von der Eingangszone zur Signalzone als auch der Erzeugung einer Potentialbarriere gegen das Zurücklaufen der in der Signalzone befindlichen Ladung zur Eingangszone hin dient.2.) Ladungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner! · 0 9 8 U ü / 0 7 7 6JIH 253G311gekennzei chnet , daß jede Zone eine ihr betriebsmäßig zugeordnete Elektrode E,, E , E aufweist,CX S. Sund daß eine Einrichtung (15, V^) zum Erregen der der Eingangszone zugeordneten Elektrode vorgesehen ist, um periodisch Ladung in das Medium (11) zu injizieren, sowie eine Einrichtung (15, V ) zum Erregen der der Bezugszone zugeordneten Elektrode, um die Bezugszone auf Bezugspotential (Vr) zu halten, und eine Einrichtung (S) zur Erregung der der Signalzone zugeordneten Elektrode entsprechend dem Eingangssignal.3·) Ladungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, mit dem Ladungsübertragungsteil der Vorrichtung betriebsmäßig zugeordneten Elektroden und nit einer Einrichtung zum Erregen dieser Elektroden mit aktiven und passiven Spannungsphasen zur übertragung von Ladung über das Medium, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannungen aktiver und passiver Phase an Zonen in dem Medium (11), die diesen Elektroden zugeordnet sind, die Größe V + V bzw. V aufweisen, daß die Bezugsspannung V für das Bezugspotential im Bereich von V bis V +V liegt, und daß die Einrich-o optung zur Erregung der Eingargszonenelektrode in der Eingangszone eine Spannung zu erzeugen vermag, die lediglich für eine vorbestiinmte Zeit während einer aktiven Spannungsphase der Einrichtung zur Erregung der Elektroden des übertragungsteils E^, E2, e^, e2, e* im Bereich von V bis V liegt und ansonsten größer als V37 ist.GO 98 0 9/ 0776M-.) Vorrichtung nach Anspruch. 35 dadurch gekennzeichnet , daß das Eingangssignal im Betrieb derart ist, daß das Spannungspotential der Signalzone im Bereich von Vr his 1/2(Vr + VQ + V) liegt.5.) Ladungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet , daß diejenigen Elektroden, welche der Bezugszone, der Signalzone und den ersten beiden Zonen (E^, E^) des Ladungsübertragungsbereiches der Vorrichtung zugeordnet sind, in der Ladungsübertragungsrichtung in der Vorrichtung wenigstens zweimal so lang sind wie die anderen Elektroden in diesem Teil, und daß die anderen Elektroden in der Ladungsübertragungsrichtung im wesentlichen dieselbe Länge aufweisen.6.) Ladungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 5 4- oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden in einer Eichtung, die parallel zur Oberfläche des Mediums, aber senkrecht zur Ladungsübertragungsrichtung verläuft, alle im wesentlichen dieselbe Breite haben.7.) Ladungsübertragungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei-ch net , daß es sich bei dem Medium (11) um ein elektrisch halbleitendes Medium handelt.0 9 3 0^/0776
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/498,052 US4010484A (en) | 1974-08-16 | 1974-08-16 | Charge injection input network for semiconductor charge transfer device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2536311A1 true DE2536311A1 (de) | 1976-02-26 |
Family
ID=23979418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752536311 Pending DE2536311A1 (de) | 1974-08-16 | 1975-08-14 | Ladungsuebertragungsvorrichtungen |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4010484A (de) |
JP (1) | JPS5144881A (de) |
BE (1) | BE832351A (de) |
CA (1) | CA1028426A (de) |
DE (1) | DE2536311A1 (de) |
FR (1) | FR2282165A1 (de) |
IT (1) | IT1041569B (de) |
NL (1) | NL7509763A (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2543615A1 (de) * | 1975-09-30 | 1977-04-07 | Siemens Ag | Regenerierstufe fuer ladungsverschiebeanordnungen |
EP0028675B1 (de) * | 1979-08-29 | 1984-06-06 | Rockwell International Corporation | Integrierte CCD-Schaltung |
US4389615A (en) * | 1979-08-29 | 1983-06-21 | Rockwell International Corporation | CCD Demodulator circuit |
DE2935292A1 (de) * | 1979-08-31 | 1981-03-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Integrierte gleichrichterschaltung |
US4538349A (en) * | 1982-08-13 | 1985-09-03 | Hitachi, Ltd. | Coil fitting system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU461729B2 (en) * | 1971-01-14 | 1975-06-05 | Rca Corporation | Charge coupled circuits |
US3845295A (en) * | 1973-05-02 | 1974-10-29 | Rca Corp | Charge-coupled radiation sensing circuit with charge skim-off and reset |
US3881117A (en) * | 1973-09-10 | 1975-04-29 | Bell Telephone Labor Inc | Input circuit for semiconductor charge transfer devices |
-
1974
- 1974-08-16 US US05/498,052 patent/US4010484A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-05-15 CA CA227,099A patent/CA1028426A/en not_active Expired
- 1975-08-12 BE BE159132A patent/BE832351A/xx unknown
- 1975-08-13 IT IT69086/75A patent/IT1041569B/it active
- 1975-08-14 FR FR7525445A patent/FR2282165A1/fr not_active Withdrawn
- 1975-08-14 DE DE19752536311 patent/DE2536311A1/de active Pending
- 1975-08-15 NL NL7509763A patent/NL7509763A/xx unknown
- 1975-08-16 JP JP50099086A patent/JPS5144881A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7509763A (nl) | 1976-02-18 |
BE832351A (fr) | 1975-12-01 |
CA1028426A (en) | 1978-03-21 |
IT1041569B (it) | 1980-01-10 |
FR2282165A1 (fr) | 1976-03-12 |
US4010484A (en) | 1977-03-01 |
JPS5144881A (de) | 1976-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2107022A1 (de) | Informationsspeicher-Baueinheit | |
DE2643704C2 (de) | Transversalfilter mit mindestens einem analogen Schieberegister und Verfahren zu dessen Betrieb | |
DE2525093A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur ladungsregenerierung | |
DE2638976A1 (de) | Ladungsuebertragungsanordnung | |
DE2231565A1 (de) | Umsteuerbare zweiphasige ladungsgekoppelte baueinheit | |
DE2536311A1 (de) | Ladungsuebertragungsvorrichtungen | |
DE2611771C3 (de) | Verfahren zum Betrieb einer CID-Sensormatrix | |
DE2844248C3 (de) | Ladungsübertragungsanordnung | |
DE2419064C2 (de) | Analoginverter | |
DE2616476A1 (de) | Ladungsregenerator fuer eine halbleiter-ladungsuebertragungsvorrichtung | |
DE2254754C3 (de) | Integrierte IG-FET-Eimerkettenschaltung | |
DE2822746C2 (de) | ||
DE2630388C3 (de) | Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement, Verfahren zu seinem Betrieb und Verwendung | |
DE3615545A1 (de) | Schaltungsanordnung mit angezapfter ccd-verzoegerungsleitung | |
DE2703317A1 (de) | Ladungsgekoppelte korrelatoranordnung | |
DE2500909A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer ladungsverschiebeanordnung nach dem charge-coupled-device-prinzip (bccd) | |
DE2654316C2 (de) | ||
DE2240249C3 (de) | Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement | |
DE2820580A1 (de) | Transversalfilter mit elektronisch einstellbaren gewichtungsfaktoren | |
DE2830437A1 (de) | Ladungsgekoppeltes filter | |
AT377635B (de) | Ladungsuebertragungsanordnung | |
DE2814053A1 (de) | Transversalfilter mit paralleleingaengen | |
DE2429633A1 (de) | Uebertragungsvorrichtung | |
DE2527597C3 (de) | Eindimensionale optoelektronische Abtastvorrichtung | |
DE2427173A1 (de) | Einrichtung zum wahlweisen speichern von ladungen und zur wahlweisen ladungsverschiebung in beiden richtungen mit einer ladungsgekoppelten ladungsverschiebeanordnung |