DE3220084A1 - Halbleiteranordnung, die eine vierphasen-ccd umfasst - Google Patents
Halbleiteranordnung, die eine vierphasen-ccd umfasstInfo
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Description
PIIX 10.078 « 3· 11-5-1982
"Halbleiteranordnung, die eine Vlerphasen—CCD umfasst",
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung,
die eine Vierphasen-ladungsgekoppelte Anordnung mit einem Halbleiterkörper umfasst, von dem eine Oberfläche
mit einer Reihe von Elektroden versehen ist, an die Takt-Spannungen für die Speicherung und Übertragung elektrischer
Ladungspakete angelegt werden können und die eine Anzahl Gruppen von vier umfassen, wobei die erste Elektrode jeder
Gruppe mit einer ersten Taktleitung, die zweite mit einer zweiten Taktleitung, die dritte mit einer dritten Taktleitung
und die vierte mit einer vierten Taktleitung verbunden ist, wobei die letzte Elektrode der Reihe mit einem
gesonderten Anschluss verbunden ist und neben einer Auslesestufe liegt, deren Kapazität genügend gross ist, um ein
maximales Ladungspaket, das unter zwei benachbarten Elektroden gespeichert werden kann, zu erhalten.
In üblichen ladungsgekoppelten Anordnungen wird die Auslesestufe durch den Ausgang gebildet. Die übliche
Ausgangsstruktur umfasst eine Ausgangszone oder -diode, die
meistens mit der Gate-Elektrode eines MOST—Folgers verbunden
ist und über einen Widerstand oder einen RUckstellschalter
an ein bestimmtes Potential angelegt wird. Die letzte Elektrode, die vor der Ausgangszone liegt, wird gewöhnlich
als Ausgangsgate bezeichnet und wird vorzugsweise an ein festes Potential angelegt. Dieses Potential liegt im Falle
einer n-Kanal-CCD dem negativsten Potential der Transporttaktspannungen
nahe und im Falle einer p-Kanal-CCD dem positivsten Potential der Taktspannungen nahe. Dadurch kann
das Übersprechen der Taktspannungen in bezug auf das Ausgangssignal herabgesetzt werden. Ausserdem wird dadurch,
dass jede Ladung in der Ausgangsdiode gespeichert wird, die Ausgangskapazität beschränkt gehalten.
Es sei bemerkt, dass die Auslesestufe nicht notwendigerweise mit der Ausgangsstruktur der Anordnung zu-
PHN 10.078 d 11-5-1982
. V-
sammenzufallen braucht, sondern dass zwischen der Auslesestufe
und dem Ausgang noch ein Teil des. Registers liegen kann. Ausserdem kann die Ausgangskapazität statt durch eine
Diode auch durch eine MOS-Kapazität gebildet werden, deren isoliertes Gate mit dem MOST-Folger verbunden ist.
Bei der üblichen Betriebsart einer Vierphasen-CCD kann pro vier Elektroden ein Ladungspaket, dessen Grosse
u.a. durch die Grosse der Elektrode bestimmt wird, verarbeitet werden. Im Buch "Charge Transfer Devices" von
CH. Se'quin und M.F. Tompsett, herausgegeben von Academic
Press New York, 1975, S. 64/65 wird angegeben, wie die Ladungsverarbeitungsfähigkeit
(Signalgrösse) durch Anwendung sich überlappender Taktspannungen vergrössert werden kann,
wodurch stets unter zwei nebeneinander liegenden Elektroden Ladung gespeichert werden kann. Die Erfindung hat insbesondere
zur Aufgabe, eine dieser Betreibsart angepasste Auslese- oder Ausgangsstruktur anzugeben, mit der eine verbesserte
Auslesung der Ladungspakete erhalten werden kann. Eine ladungsgekoppelte Anordnung eingangs beschriebener
Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die zweitletzte vor der Auslesestufe liegende
Elektrode mit dem unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eine Kapazität bildet, die ebenfalls genügend hoch ist, um
das genannte maximale Ladungspaket enthalten zu können,
2b bevor Ladung auf die Auslesestufe übertragen wird.
Zur Verdeutlichung der Einsicht, auf der die Erfindung basiert, wird zunächst erörtert, was in einer üblichen
Ausgangsstruktur bei Anwendung sich überlappender Taktspannungen geschieht.
Durch das Anlegen derartiger Taktspannungen kann stets unter zwei benachbarten Elektroden Ladung gespeichert
werden, so dass die Ladungspakete das Zweifache von Ladurig
spake ten betragen können, falls jedoch pro vier leere "Eimer" stets ein voller "Eimer" vorhanden sein kann. Die
G doppelten Ladungspake t ο können in Richtung auf den Ausgang
transportiert werden und gelangen schliesslich in das Gebiet
unter den letzten zwei Elektroden vor dem Ausgangs-(;ate. Solang« unter den beiden Elektroden ein Potential-
PHN 10.078 ^T 11-5-1982
. S.
minimum vorhanden ist, kann das ganze Ladungspaket noch
gespeichert werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt verschwindet aber das Potentialminimum unter der ersten Elektrode,
wodurch das doppelte Ladungspaket unter der zweiten Elek-
g trode, d.h. der zweitletzten Elektrode, von der Ausgangsdiode
her gesehen, gesammeli? wird. Wenn das Ladungspaket eine maximale Grosse aufweist, kann nun schon Ladung über
die Potentialsperre unter dem Ausgangsgate zu der Ausgangsdiode fliessen, bis das Potential unter der zweitletzten
Elektrode den Pegel des Potentials unter dem Ausgangsgate erreicht hat. Der verbleibende Teil der Ladung wird auf
die Ausgangsdiode übertragen werden, wenn die Taktspannung an der zweitletzten Elektrode geändert wird.
In der üblichen Ausgangsstruktur wird das Ladungspaket
also zeitlich verteilt in die Ausgangskapazität gelangen, was für die weitere Signalverarbeitung oft ungünstig
ist.
Durch Anwendung einer Ausgangsstruktur nach der
Erfindung kann das maximale (doppelte) Ladungspaket unter der genannten zweitletzten Elektrode bei einer geeignet
gewählten festen Spannung an dem Ausgangsgate gespeichert und zu jedem als geeignet betrachteten Zeitpunkt völlig
auf die Ausgangsdiode oder die Auslesekapazität übertragen werden.
Eine einfache bevorzugte Ausführungsform ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität, die die zweitletzte Elektrode mit dem Halbleiterkörper bildet, grosser
als das Zweifache der Kapazität ist, die die vorhergehenden Elektroden mit dem Halbleiterkörper bilden. In dieser Ausführungsform
kann bei einer verwendeten Taktspannung unter dem Ausgangsgate eine etwas niedrigere Potentialsperre
als unter den vorhergehenden Elektroden gebildet werden, während dennoch alle Ladung unter der genannten zweitletzten
Elektrode vorhanden bleibt«
Vorzugsweise wird, weil die Grosse der Kapazitäten wieder für die Prequenzkennlinie der Anordnung entscheidend
ist, die zweitletzte Elektrode derart ausgebildet, dass sie eine Kapazität bildet, die höchstens dreimal grös-
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ser als die Kapazität ist, die die vorhergehenden Elektroden
mit dem Halbleiterkörper bilden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie— ben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vierphasen-CCD nach der Erfindung,
Fig. 2a ein Schema der beim Betrieb angelegten Taktspannungen φ und der dabei auftretenden Ausgangsspan-]q
nung Vo,
Fig. 2b die Taktspannung φ , die bei einer bekannten Vierphasen-CCD beim Betrieb verwendet wird, und die
dabei auftretende Ausgangsspannung Vo, und Fig. 3 schematisch die Potentialverteilung im
Halbleiterkörper bei den Taktspannungen nach Fig. 2a.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch
einen Teil einer ladungsgekoppelten Anordnung nach der Erfindung, und zwar durch denjenigen Teil, der für die Er-,
findung wesentlich ist und eine Auslesestufe enthält, die in. der vorliegenden Ausführungsform mit dem Ausgang der
ladungs gekoppelten Anordnung zusammenfällt. Der nicht in
der Zeichnung dargestellte Teil, der einen elektrischen Eingang enthalten kann, kann eine übliche Bauart aufweisen.
Die hier beschriebene ladungsgekoppelte Anordnung
ist von einem Typ, in dem der Ladungstransport —
wenigstens im wesentlichen - über das Innere des Körpers 1 stattfindet; dieser Typ wird in der Literatur oft als PCCD
oder BCCD bezeichnet. Obgleich die Erfindung auch bei sogenannten. Oberflächen-CCD's anwendbar ist, bietet äie besondere
Vorteile bei der Anwendung derartiger Bulk—CCD's
wegen der erhöhten Ladungsverarbeitungsfähigkeit (charge
handling capability), die bei üblichen BuIk-CCD's verhältnisrnässig
niedrig ist.
Die Anordnung enthält einen Halbleiterkörper 1, der in einer besonderen Ausführungsform aus Silicium besteht,
aber der auch aus einem anderen geeigneten Halbleitermaterial , wie GaAs, bestehen kann.
Der Körper 1 enthält ein Substrat la vom einen
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• Τ··
Leitungstyp, z.B. vom p-Typ, das durch Epitaxie oder Ionenimplantation
mit einer η-leitenden Oberflächenschicht versehen ist, über deren ganze Dicke ein Verarmungsgebiet
für Bulktransport von Elektronen erzeugt werden kann.
Auf der Oberfläche 2 des Halbleiterkörpers ist eine Reihe von Elektroden 3-11 z.B. in einer an sich
üblichen überlappenden Zweischichten-Polykonfiguration angebracht.
Naturgemäss können die Elektroden auch in einer
Dreischichten-Polytechnik ausgeführt werden. Ausserdem können z.B. die Elektroden 3, 5>
7> 9 und 11 jauch aus Al
bestehen. Auch kann statt polykristallinen Silicium für _^ die Elektroden ein Metallsilicid verwendet werden.
Zwischen dem Halbleiterkörper 1 und den Elektroden 3-12 ist ein Dielektrikum 13 angebracht, das in der
her beschriebenen besonderen Ausführungsform eine Schicht
aus Siliciumoxid mit einer Dicke von etwa 100 nm enthalten kann, aber das auch Schichten aus anderen Materialien, z.B.
Siliciumnitrid, enthalten kann. In anderen Ausführungen, bei denen insbesondere für die Elektroden ein geeignetes
Metall gewählt ist, kann die sperrende Schicht 13 im beschriebenen
Ausführungsbeispiel auch durch einen gleichrichtenden in der Sperrichtung vorzuspannenden Schottky-Übergang
ersetzt werden.
Um die Anordnung für Vierphasenbetrieb geeignet zu machen, sind die Elektroden 3-12 in Gruppen von vier
angeordnet, wobei die Elektroden k und 8 mit einer ersten Taktleitung 14, die Elektroden 5 und 9 mit einer zweiten
Taktleitung I5, die Elektroden 6 und 10 mit einer dritten
Taktleitung 16 und die Elektroden 3» 7 und 11 mit einer vierten Taktleitung 17 verbunden sind.
Der Elektrode 11 ist eine Auslesestufe nachgeordnet,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Ausgang zusammenfällt, Über den die Ladungspakete aus der
Anordnung abgeführt werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann jedoch die Auslesestufe auch dem Ausgang vorgeordnet
und von diesem durch einen Teil des Registers getrennt sein. Der Ausgang (oder die Auslesestufe) weist eine
übliche Bauart auf und enthält ein Gebiet 18, in dem die
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• ύ·
auszulesenden Ladungspakete gesammelt werden. Dieses Gebiet, das einerseits mit dem Gate einer Folgerschaltung
zum Auslesen der Ausgangsspannung Vo verbunden ist, ist anderersöita über ©inen MOST-Sohalter 20 mit einer Spannun^squelle
verbunden, die die Bezugsspannung Vr liefert. Der MOST-Sehalter 20 enthält das Gebiet 18 als Source, die
Elektrode 21 als isolierte Gate-Elektrode und die mit der Spannungsquelle Vr verbundene Zone 22 als Drainzone.
Wie noch näher erläutert werden wird, können an die Taktspannungselektroden 3-11 derartige Taktspannungen
^1 - 0r angelegt werden, dass jeweils unter zwei benachbarten
Elektroden Ladung gespeichert werden kann. Die Kapazität des Auslesegebietes ist derart gewählt, dass bei
den angelegten Spannungen ein derartiges Ladungspaket völr·
lig in dem Gebiet 18 gesammelt werden kann. Nach der Erfindung bildet die zweitletzte Elektrode 11, die vor dem
Gebiet 18 liegt, mit dem unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers 1b eine Kapazität, die ebenfalls genügend hoch ist,
um ein derartiges Ladungspaket enthalten zu können, bevor die Ladung auf das Gebiet 18 übertragen wird. Um einen
vorzeitigen Transport zu der Zone 18 zu verhindern, ist die Kapazität, die die Elektrode 11 mit dem Gebiet 1b bildet,
grosser als die Summe der Kapazitäten gewählt, die jedes Paar benachbarter Elektroden der Reihe 3-10 mit dem Gebiet
1b bilden.
Die Kapazität die die Elektrode 11 mit dem Gebiet
1b bildet, kann nach, verschiedenen Verfahren, die je einzeln oder in Kombination miteinander angewandt werden
können, eingestellt werden. So kann an der Stelle der Elektrode 11 z.B. die Dotierungskonzentration erhöht werden,
wodurch das Ladungspaket in geringerer Entfernung von der Oberfläche 2 gespeichert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch die Vergrösserung der Kapazität durch
passende Wahl der Abmessungen der Elektrode 11 erhalten.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass unter "Elektroden" im wesentlichen diejenigen Teile der Leiterbahnen zu verstehen
sind, die unmittelbar über dem Ladungstransportkanal
1b liegen und als Speicher/Transportelektrode wirksam
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sind. Diejenigen Teile der Leiterbahnen, die, in Projektion
gesehen, nicht über dem Ladungstransportkanal liegen, oder diejenigen Teile der Elektroden 3, 5, 7, 9 und 11 der
zweiten Polyschicht, die die Elektroden 4, 6, 8 und 10
der Polyschicht überlappen, verden nicht zu dem wirksamen Teil der Elektroden gerechnet.
In dem Beispiel nach Fig. 1 sind die Elektroden 3-10 etwa gleich gross. Die Elektrode 11 ist mindestens
zweimal grosser als die Elektroden 3 — 10. Um einerseits
zu vermelden, dass eine zu grosse Abmessung der Elektrode die Transportgeschwindigkeit der Anordnung beeinträchtigen
wird, und um andererseits eine gex>r£lnschte ¥ahlfreiheit der
an die Elektrode 12 angelegten Spannung zu ermöglichen, ist die Elektrode 11 etwa 2,5mal grosser .,als die Elektroden
3-10 gemacht.
Für die Wirkungsweise der Anordnung sei auf die
Fig. 2a und 3 verwiesen, wobei Fig. 2a die Taktspannungen φ - φ^, die Taktspannung φ an der Elektrode 21 und die
Ausgangsspannung Vo und Fig. 3 die dabei im Halbleiterkörper
auftretende Potentialverteilung zeigt. Vergleichsweise
zeigt Fig. 2 b die Spannung 02 und die Ausgangsspannung Vo
bei einer Vierphasen-CCD mit einer üblichen Ausgangsstruktur.
Im hler beschriebenen Ausführungsbeispiel, und zwar einer CCD mit einem η-Bulk—Kanal, in dem die Ladungs—
pakete in Form von Elektronen durch die Schicht 1b verschoben werden, wird die Ladung unter den Elektroden mit der
positivsten Spannung gespeichert. Die Taktspannungen φ^ ,
φ^, Φ~ und φ^ überlappen sich in der Phase über mindestens
90°> wie in. Fig. 2a angegeben i.st, wodurch κι ι j «dem Zeitpunkt mindestens zwei benachbnr I. ο Elektroden eingeschaltet
sind and dj.o Κημηκ1.1;?Ηβη zwoiur nobeneluandöx" - llegtender
Elektroden pro Ladungspaket benutzt werden können. Zum Zeitpunkt t sind z.B. φ.. und jzL positiv, φ~ und φ^ negativ.
In Fig. 3 ist angegeben, dass zu diesem Zeitpunkt ein sclxraf'f i ort dar^os toll tea Ladunfjapaket unter den Elektroden
8 und 9 gespeichert ist. Dieses Ladungspaket beträgt bei Anwendung sich überlappender Taktelektroden das Zweifache
Wm 4V w # « M * *
PHN 10.078 ^if\ 11-5-1982
• /Tl/ ·
in bezug auf Ladungspakete, die bei sich nicht überlappenden
Taktspannungen derselben Amplituden unter nur einer Elektrode gespeichert werden können.
Zu t sind (ZL und (ZL positiv, wahrend 0r und φΛ
g negativ sind; in dieser Situation befindet sich das genannte
Ladungspaket unter den Elektroden 9 und 10 (siehe Fig. 3). Zu t„ sind φ und φ^ positiv und ist φ negativ.
Das Ladungspaket ist nun unter den Elektroden 10 und 11 gespeichert.
^g Zu t_ sind φ, und 01 positiv und 0„ und φ„ negativ.
Das ganze Ladungspaket befindet sich lediglich untor der Elektrode 11. Wenn die - wirksame - Oberfläche der
Elektrode 11 mindestens zweimal grosser als die der Elektroden
3 - 10 wäre, könnte bei der vollständigen negativen
^ Spannung an der Elektrode 12 das ganze Ladungspaket bereits
unter der Elektrode 11 gespeichert werden, ohne dass das Ladungspaket bereits teilweise auf das Auslesegebiet 18
übertragen wird. Dadurch, dass die Oberfläche der Elektrode 11 noch grosser, und zwar etwa 2,5mal grosser als die der
vorhergehenden Elektroden, gewählt wird, wird die unter der Elektrode 11 erzeugte Potentialmulde nicht völlig gefüllt
werden. Dadurch ist es möglich, an die Elektrode 12 nicht die vollständige negative Spannung, sondern eine etwas
niedrigere Spannung anzulegen, so dass die Potentialsperre unter der Elektrode 12 etwas niedriger als unter der Elektrode
10 ist, ohne dass Ladung auf das Gebiet 18 übertragen wird. Solange sich die Spannung an der Elektrode 11 nicht
ändert, kann das Gebiet 18 für die Auslesung eines vorhergehenden Signals, das gegebenenfalls schraffiert dargestellt
ist, benutzt werden.
Zu tr liegt an der Elektrode 21 eine positve
Spannung φ , wodurch der Transistor 20 eingeschaltet ist und das Gebiet 18 mit der Rückstellspannung Vr verbunden
wird. Das Ladungspaket, das in dem Gebiet 18 gespeichert ist, wird nun über den Transistor 20 entfernt, wodurch das
Gebiet 18 wieder für die Speicherung des sich unter der Elektrode 11 befindenden Ladungspaket bereit ist. Zugleich
mit dem Taktimpuls φ wird dem Eingang der Source-Folger-
PHN 10.078 jf 11-5-1982
. M-
schaltung 19 das Nullsignal V zugeführt.
Zu t_ ist die Spannung 0^ an der Elektrode 11
auch negativ, so dass das Potential unter der Elektrode 11 ansteigt. Dadurch, dass die Sperre unter der Elektrode 12
etwas niedriger als unter der Elektrode 10 ist, fliesst die Ladung in das Gebiet 18 und erzeugt dort ein von dem
Source-Folger zu messendes Ausgangssignal Vo. Die Signalgrösse
wird durch Vs dargestellt.
Für die Auslesung des Signals steht das ganze Zeitintervall zwischen zwei Taktimpulsen φ zur Verfügung,
infolge der Tatcache, dass das ganze Signal unverteilt auf das Gebiet 18 zu einem Zeitpunkt übertagen wird, der durch
0K bestimmt wird. Vergleichsweise ist in Fig. 2b die Situation
dargestellt, die sich bei einer üblichen Ausgangs— struktur ergibt, bei der die Elektrode 11 die gleichen
oder nahezu die gleichen Abmessungen wie die Elektrode 3-10 aufweist. In diesem Falle kann bereits ein - kleiner
Teil der Ladung abfliessen, wenn die Elektrode 11 (0£,)
positiv und die Elektrode 9 (Φο) negativ wird wegen der
etwas niedrigeren Spannung an der Elektrode 12(t^). Bevor
die Elektrode 10 (0~) negativ wird, muss nun zunächst das
Gebiet 18 zurückgesetzt werden (t_). Erst dann kann an die Elektrode 10 (0~) die negative Taktspannung angelegt werden
(to). Bei einem maximalen Ladungspaket wird die Hälfte des Ladungspaket nun bereits'auf das Gebiet 18 übertragen. Der
verbleibende Teil der Ladung wird zu tQ übertragen, wenn
φ. negativ wird. Das Signal gelangt also zeitlich verteilt
in das Äusgangsgebiet 18. Dadurch ist das verfügbare Zeitintervall,
in dem ausgelesen werden kann, kleiner. Ausserdem sollen zusätzliche Massnahmen getroffen werden, um aus
der Ausgangsspannung Vo das Signal abzuleiten. Dagegen
wird das Ladungspaket in der Anordnung nach der Erfindung zu einem Zeitpunkt, der lediglich durch die Taktspannung
an der Elektrode 11 bestimmt wird, übertragen.
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann noch viel Abwandlungen möglich sind« So kann die Erfindung mit
PHN 10.078 /6 11-5-1982
■Al-
Vorteil auch, in Oberflächen-CCD's angewendet werden. Weiter
kann die Kapazität der Elektrode 1 1 auch, auf andere Weise als durch Vergrösserung der Abmessungen, gebenenenfalls
in Kombination miteinander, vergrössert werden, z.B. dadurch, dass der Halbleiterkörper örtlich dotiert, die Dicke
der Oxidschicht geändert oder örtlich ein anderes Dielektrikum als Oxid, wie Siliciumnitrid, mit einer grösseren
Dielektrizitätskonstante angebracht wird.
Leerseite
Claims (1)
- PHN 10.078 <Π_5-1<)82Ρι\ t entansprilclio:, 1 j Halbleiteranordnung, die eine vierphasenladungsgekoppelte Anordnung mit einem Halbleiterkörper umfasst, von dem eine Oberfläche mit einer Reihe von Elektroden versehen ist, an die Taktspannungen für die Speicherung und Übertragung elektrischer Ladungspakete angelegt werden können, wobei diese Elektroden eine Anzahl von Gruppen von vier umfassen, wobei die erste Elektrode jeder Gruppe mit einer ersten Taktleitung, die zweite mit einer zweiten Taktleitung, die dritte mit einer dritten Taktleitung und die vierte mit einer vierten Taktleitung verbunden ist, wobei die letzte Elektrode der Reihe mit einem gesonderten Anschluss verbunden ist und neben einer Auslesestufe liegt, deren Kapazität genügend gross ist, um ein maximales Ladungspaket, das unter zwei benachbarten Elektroden ge— speichert werden kann, zu enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die zweitletzte vor der Auslesestufe liegende Elektrode mit dem unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eine Kapazität bildet, die ebenfalls genügend hoch ist, um das genannte maximale Ladungspaket enthalten zu können, bevor Ladung auf die Auslesestufe übertragen wird.2. Halbleiteranordnung nach Anspruch V, dadurch gekennzeichnet, dass die zweitletzte Elektrode der Reihe von Elektroden mit dem unterliegenden Halbleiterkörper eine grössere Kapazität als die zwei genannten benachbarten Elektroden bildet.3. Halbleiteranordnung; nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden, die vor der zweitletzten Elektrode liegen, etwa eine gleich grosse Oberfläche aufweisen, und dass die zweitletzte Elektrode eine mindestens zweimal grössere Oberfläche aufweist.k. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die zweitletzte Elektrode eine höchstens etwa dreimal grössere Oberfläche als die vor dex" zweitletz-PHN 10.078 . o2« ' 11-5-1982ten Elektrode liegenden Elektroden aufweist.5. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vier genannten Taktleitungen mit Mitteln zum Anlegen von Taktspannungen an die Elektrode verbunden sind, wobei an benachbarte Elektroden angelegte Taktspannungen sich, in bezug auf die Phase über mindestens 90 überlappen.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115227A1 (de) * | 1990-05-11 | 1992-04-30 | Gold Star Electronics | Ccd-bildwandler |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8500863A (nl) * | 1985-03-25 | 1986-10-16 | Philips Nv | Ladingsoverdrachtinrichting. |
JPS6436073A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2606225B2 (ja) * | 1987-08-27 | 1997-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 電荷結合素子 |
JPH03245504A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 臨界磁場測定装置用磁石 |
EP0485125B1 (de) * | 1990-11-09 | 1996-07-10 | Matsushita Electronics Corporation | Ladungsträgeranordnung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verfahren zu ihrer Steuerung |
EP0492144A3 (en) * | 1990-11-26 | 1992-08-12 | Matsushita Electronics Corporation | Charge-coupled device and solid-state imaging device |
US6870207B2 (en) | 2000-04-24 | 2005-03-22 | The University Of Connecticut | III-V charge coupled device suitable for visible, near and far infra-red detection |
US7247892B2 (en) * | 2000-04-24 | 2007-07-24 | Taylor Geoff W | Imaging array utilizing thyristor-based pixel elements |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5233946B2 (de) * | 1971-11-17 | 1977-08-31 | ||
JPS5242357B2 (de) * | 1972-06-05 | 1977-10-24 | ||
US3971003A (en) * | 1974-11-18 | 1976-07-20 | Rca Corporation | Charge coupled device imager |
US3986059A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Electrically pulsed charge regenerator for semiconductor charge coupled devices |
JPS53134372A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | Charge transfer type semiconductor device and its driving method |
GB2010010B (en) * | 1977-10-19 | 1982-02-17 | Gen Electric Co Ltd | Charge coupled devices |
-
1981
- 1981-06-05 NL NLAANVRAGE8102719,A patent/NL186416C/xx not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-05-28 DE DE19823220084 patent/DE3220084A1/de active Granted
- 1982-06-02 GB GB08216060A patent/GB2101400B/en not_active Expired
- 1982-06-02 IT IT21655/82A patent/IT1198375B/it active
- 1982-06-02 FR FR8209570A patent/FR2511545B1/fr not_active Expired
- 1982-06-04 JP JP57096050A patent/JPS58175A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-19 US US06/713,582 patent/US4584697A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US-B.: SEQUIN, C.H. und TOMPSETT M.F.: Charge Transfer Devices, New York: Academic Press, Inc. 1975, S. 4, 23-25, 64 und 65 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115227A1 (de) * | 1990-05-11 | 1992-04-30 | Gold Star Electronics | Ccd-bildwandler |
DE4115227B4 (de) * | 1990-05-11 | 2006-06-29 | Magnachip Semiconductor, Ltd. | CCD-Bildwandler mit vier Taktsignalen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2511545A1 (fr) | 1983-02-18 |
NL186416B (nl) | 1990-06-18 |
US4584697A (en) | 1986-04-22 |
NL186416C (nl) | 1990-11-16 |
JPS6249748B2 (de) | 1987-10-21 |
JPS58175A (ja) | 1983-01-05 |
DE3220084C2 (de) | 1991-03-14 |
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NL8102719A (nl) | 1983-01-03 |
IT8221655A0 (it) | 1982-06-02 |
FR2511545B1 (fr) | 1986-07-25 |
GB2101400B (en) | 1984-11-14 |
GB2101400A (en) | 1983-01-12 |
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