DE3879651T2

DE3879651T2 - Ladungsverschiebeanordnung mit senkung der ausgangsverschiebespannung und verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: DE3879651T2
Application number: DE8888403249T
Authority: DE
Inventors: Pierre Blanchard; Yvon Cazaux; Didier Herault; Yves Thenoz
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Teledyne e2v Semiconductors SAS
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2008-12-21
Also published as: JPH022644A; FR2625041B1; FR2625041A1; EP0322303A1; DE3879651D1; EP0322303B1; US4873562A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladungsverschiebungseinrichtung mit am Ausgang abgesenktem Verschiebungspotential sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Einrichtung.
Sie findet Anwendung bei der Verwirklichung von Speichern, Schieberegistern, Verzögerungsleitungen, Fernsehkameras und dergleichen.
Ladungsverschiebungseinrichtungen (im Englischen "Charge-Coupled Devices" oder abgekürzt CCD) sind Halbleitersysteme, in denen in Potentialtöpfen Ladungen gespeichert werden. Diese Ladungen werden an der Oberfläche einer im allgemeinen auf einem Substrat gebildeten Halbleiterschicht oder an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht und einer isolierenden Oberflächenschicht (einer sogenannten Einrichtung mit "vergrabenem Kanal") erzeugt. Die Ladungen werden von einer stromaufseitigen Position an eine stromabseitige Position übertragen, indem aufgrund von Verschiebungspotentialen nacheinander sämtliche der zwischen diesen beiden Positionen erzeugten Potentialtöpfe besetzt werden. Im allgemeinen umfassen diese Einrichtungen sehr grob gesprochen ein dotiertes Halbleitersubstrat eines bestimmten Typs, eine Schicht aus einem isolierenden Material und eine Gesamtheit von Elektroden auf dieser auf geeigneten Potentialen gehaltenen isolierenden Schicht. Dieser Isolator kann ein Oxid sein. Die in derartigen Einrichtungen verschobenen Ladungen sind Elektronen.
Eine andere Ladungsverschiebungseinrichtung eines bekannten Typs, der leistungsfähiger als die vorhergehenden ist, ist in Fig. 1 schematisch und im Schnitt gezeigt. Diese Einrichtung umfaßt auf einem dotierten Halbleitersubstrat eines ersten Typs (beispielsweise des Typs P) eine mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 2 eines zweiten Typs (des Typs N). Eine Isolierschicht 3 (beispielsweise ein Oxid) bedeckt die Halbleiterschicht 2. Diese Einrichtung umfaßt außerdem entlang einer gerichteten, einen Umlauf-Richtungssinn der Ladungen definierenden Achse X zwischen einer stromaufseitigen Position, wo die Ladungen erzeugt werden, und einer stromabseitigen Position wenigstens ein erstes Elektrodenpaar 4, 5 und wenigstens ein zweites Elektrodenpaar 6, 7. In dieser Figur sind außerdem weitere Elektrodenpaare 8, 9 und 10, 11 gezeigt, die mit den vorangehenden Elektrodenpaaren identisch sind. Die Ladungen werden im Bereich der stromaufseitigen Position (vor der Elektrode 4) durch im Stand der Technik bekannte und daher nicht gezeigte Mittel erzeugt.
Jedes Elektrodenpaar wie etwa 4, 5 umfaßt im Umlauf-Richtungssinn X eine Verschiebungselektrode 4 und eine Ladungsspeicherelektrode 5. Diese Elektroden sind mit der Isolierschicht 3 in Kontakt, wobei die Speicherelektroden wie etwa die Elektrode 5 mit einem elektrisch isolierenden Überzug 12 (beispielsweise einem Oxid) bedeckt sind.
Diese im Stand der Technik bekannte Einrichtung umfaßt außerdem Mittel, die in Kombination mit den an die Elektroden angelegten elektrischen Potentialen die Erzeugung von Potentialtöpfen mit gleichen Tiefen gegenüber den Speicherelektroden 5, 7, 9 und von asymmetrischen, identischen Verschiebungspotentialen gegenüber den Verschiebungselektroden 4, 6, 8... und den Speicherelektroden 5, 7, 9... gestatten. Diese Verschiebungspotentiale und diese Potentialtöpfe erlauben auf bekannte Weise, die Ladungen in der gewählten Richtung X umlaufen zu lassen. Sie treten an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht 2 und der Isolierschicht 3 auf. Die Mittel, die die Erzeugung dieser Potentialtöpfe und dieser Verschiebungspotentiale erlauben, enthalten bekanntermaßen mit einer zweiten Konzentration dotierte Zonen des zweiten Typs (des Typs N im betrachteten Beispiel), die in der Halbleiterschicht 2 des zweiten Typs gegenüber den Verschiebungselektroden 4, 6, 8... usw. verwirklicht sind. Diese Mittel umfassen außerdem zwei elektrische Spannungsquellen V1, V2. Die Spannungsquelle V1 ist mit den Elektrodenpaaren 4-12, 8-9 verbunden, während die Spannungsquelle V2 mit den Elektrodenpaaren 6-7, 10-11 verbunden ist.
Die Spannungen V1, V2 werden zwischen identischen Werten und gegenphasig zyklisch geändert, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist (beispielsweise zwischen dem Wert 0 und einem positiven Wert).
In diesem Typ von Einrichtung, in dem die an die aufeinanderfolgenden Elektrodenpaare angelegten Potentiale die gleichen Extremwerte besitzen und die mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 2 eines zweiten Typs (z.B. N) mit einer zweiten Konzentration dotierte, identische Zonen 15 eines zweiten Typs (z.B. N&supmin;) aufweist, besitzen die Potentialtöpfe gegenüber den Speicherelektroden auf der gesamten Lange des Weges der Ladungen in der Einrichtung dieselbe Tiefe. Die Verschiebungspotentiale weisen ebenfalls auf der gesamten Länge des Weges Veränderungen mit identischen Pegeln auf.
Die Fig. 3 gestattet ein besseres Verständnis der Funktion dieser bekannten Einrichtung. Diese Figur zeigt den Potentialverlauf V entlang der Einrichtung der Fig. 1 im Umlauf- Richtungssinn X. Dieses Potential ist dasjenige, das an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht 2 und der Isolierschicht 2 auftritt, wenn die Spannungen V1, V2 an die Elektrodenpaare gegenphasig angelegt werden, wie weiter oben erwähnt worden ist. In dieser Figur entspricht das Diagramm Φ1 dem Oberflächenpotential, das an den Elektroden auftritt, wenn die Spannung V1 an die entsprechenden Elektroden angelegt wird, während das Diagramm Φ2 das Oberflächenpotential darstellt, wenn die Spannung V2 an die entsprechenden Elektroden angelegt wird. Dieses Oberflächenpotential hängt von der Dotierstoffdichte an sämtlichen Punkten der Vertikalen des Punktes der betrachteten Fläche ab. Es hängt außerdem von den an die Elektroden angelegten Potentialen ab. Das Vorhandensein der mit einer ersten Konzentration dotierten Schicht des zweiten Typs (N im betrachteten Beispiel) unter den Elektroden 5, 7, 9 ruft eine Zunahme der Tiefe der Potentialtöpfe in diesem Bereich hervor. Dagegen ist unter den Verschiebungselektroden, für die eine mit einer zweiten Konzentration dotierte Zone des zweiten Typs (N&supmin; im betrachteten Beispiel) vorhanden ist, der Potentialtopf weniger groß. Daraus folgt, daß bei einer Veränderung der an die Elektroden angelegten Potentiale im Zwischenraum zwischen diesen Elektroden ein asymmetrischer Potentialtopf erzeugt wird, der stromabseitig tiefer als stromaufseitig ist. Wenn die an die Speicherelektroden 5, 7, 9 usw. angelegte Spannung V1 oder V2 maximal ist, ist die Tiefe der unter den Elektroden erzeugten Potentialtöpfe PU1, PU2,... ebenfalls maximal und beispielsweise gleich VP. Dann werden die Elektronen in diesen Potentialtöpfen gespeichert, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn dagegen die an die entsprechende Speicherelektrode und an die entsprechende Verschiebungselektrode angelegte Spannung abnimmt, nimmt die Tiefe des Potentialtopfs ab, wobei die in diesem Potentialtopf PU1 gespeicherten Elektronen in den Potentialtopf PU2 unter der folgenden Speicherelektrode verschoben werden. Die Potentialstufen wie etwa VP1, VP2 begünstigen diese Verschiebung.
Eine derartige Ladungsverschiebungseinrichtung, die Elektrodenpaare des Typs umfaßt, der unter den Elektroden desselben Paares verschiedene Dotierungen besitzt, ist insbesondere in dem europäischen Patentdokument EP-A-0192142 beschrieben. Dieses Dokument beschreibt außerdem, wie das Rauschen beim Lesen verbessert werden kann, indem insbesondere eine Ausgangselektrode mit dem Substratpotential verbunden wird.
Es kann manchmal und insbesondere, wie weiter unten im einzelnen ersichtlich wird, in einer stromabseitig am Ende oder Ausgang der Einrichtung befindlichen Einrichtung zum Lesen von Ladungen nützlich sein, die Werte der Verschiebungspotentiale an diesem stromabseitigen Ende der Einrichtung abzusenken.
Gegenwartig können mit keiner Einrichtung die Stufenwerte von Verschiebungspotentialen an einem stromabseitigen Ende einer Ladungsverschiebungseinrichtung auf einfache Weise vernngert werden. Daraus folgt, daß die Leseverstärker, die mit den stromabseitigen Enden der bekannten Ladungsverschiebungseinrichtungen des weiter oben beschriebenen Typs verbunden sind, eine Versorgungsspannung besitzen, die manchmal weit höher als die elektrischen Versorgungsspannungen der Einheiten sind, in denen diese Ladungsverschiebungseinrichtungen verwendet werden.
Die Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine Ladungsverschiebungseinrichtung zu verwirklichen, in der es möglich ist, beginnend bei einer stromabseitigen Position entlang der Achse des Ladungsumlaufs an der Grenzfläche der Halbleiterschicht und der Isolierschicht Stufen der Verschiebungspotentiale zu erzeugen, deren Werte weniger groß als diejenigen der Potentialstufen sind, die zwischen den stromaufseitigen und stromabseitigen Positionen auftreten, um insbesondere den Wert der Versorgungsspannung des an einem Ende der Einrichtung jenseits der stromabseitigen Position befindlichen Leseverstärkers erheblich absenken zu können. Die Erfindung hat außerdem zum Ziel, ein sehr einfaches Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einrichtung zu schaffen.
Die Erfindung hat eine Ladungsverschiebungseinrichtung zum Gegenstand, die versehen ist mit einem dotierten Halbleitersubstrat eines ersten Typs, einer Halbleiterschicht, die von einem zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotiert ist und dieses Substrat bedeckt, einer Isolierschicht, die diese Halbleiterschicht bedeckt, und entlang derselben, einen Umlauf-Richtungssinn der Ladungen zwischen einer stromaufseitigen Position und einer stromabseitigen Position definierenden Achse wenigstens einem ersten und einem zweiten Elektrodenpaar, die im genannten Richtungssinn jeweils eine Verschiebungselektrode und eine Speicherelektrode umfassen, welche Kontaktflächen mit der Isolierschicht aufweisen, wobei gegenüber den Kontaktflächen der Verschiebungselektroden des ersten und des zweiten Paares in der Halbleiterschicht des zweiten Typs vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotierte Zonen verwirklicht sind, wobei die Elektroden des ersten und des zweiten Paares mit einer ersten bzw. mit einer zweiten Spannungsquelle verbunden sind, deren Spannungen sich zyklisch und gegenphasig zwischen einem ersten und einem zweiten Wert ändern und gegenüber den Speicherelektroden Potentialtöpfe mit gleichen Tiefen und gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares identische und phasenverschobene Verschiebungspotentiale erzeugen, um die Ladungen im genannten Richtungssinn umlaufen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß sie, beginnend bei der stromabseitigen Position entlang der genannten Achse und im Umlauf-Richtungssinn, versehen ist mit einer vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten und in der Schicht des zweiten Typs verwirklichten Halbleiterschicht, wenigstens einem dritten Elektrodenpaar, das im genannten Richtungssinn eine Verschiebungselektrode und eine Speicherelektrode umfaßt, welche Kontaktflächen mit der Isolierschicht aufweisen, und Mitteln, die gegenüber den Elektroden des dritten Paares Verschiebungspotentiale erzeugen, deren Werte kleiner sind als die Werte der Verschiebungspotentiale gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares.
Die Mittel, mit denen, beginnend bei einer stromabseitigen Position, Verschiebungspotentiale erzeugt werden können, die kleiner als die zwischen den stromaufseitigen und stromabseitigen Positionen auftretenden Potentiale sind, können mit einem hydraulischen Schleusensystem verglichen werden, weil doch historisch die Potentialtöpfe mit aufeinanderfolgenden Eimern verglichen werden, bei denen die in einem der Eimer enthaltene Flüssigkeit nacheinander von einem Eimer zum nächsten befördert wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Mittel, die gegenüber den Elektroden des dritten Paares Verschiebungspotentiale erzeugen, die kleiner als diejenigen des ersten und des zweiten Paares sind, gegenüber der Verschiebungselektrode des dritten Paares in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht eine vom zweiten Typ mit einer dritten Konzentration dotierte Zone, wobei die Verschiebungs- und Speicherelektroden des dritten Paares mit einer dritten Spannungsquelle verbunden sind, deren Spannung sich zyklisch und in Phase mit der an die Elektroden des ersten Paares angelegten Spannung zwischen dem genannten ersten Wert und einem dritten Wert, der größer als der zweite Wert ist, verändert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das von einem ersten Typ dotierte Halbleitersubstrat vom P-Typ ist, die vom zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht vom N-Typ ist, die Halbleiterschicht und die Halbleiterzonen, die vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotiert sind, vom N&supmin;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die weniger groß als bei der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht ist, wobei die vom zweiten Typ mit der dritten Konzentration dotierte Halbleiterzone vom N&supmin;&supmin;-Typ ist und eine Dotierung aufweist, die weniger groß als bei der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt die Einrichtung außerdem Mittel zum Erfassen der unter der Speicherelektrode des dritten Paares angesammelten Ladungen, wobei diese Mittel eine an die Speicherelektrode des dritten Paares angrenzende und mit der Isolierschicht in Kontakt befindliche Zwischenelektrode und eine von der Zwischenelektrode in einem Abstand mit der Isolierschicht in Kontakt befindliche Steuerelektrode aufweisen, eine vom zweiten Typ mit einer vierten Konzentration dotierte Halbleiterzone, die in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht in einer Zone gegenüber dem Raum zwischen der Zwischenelektrode und der Steuerelektrode verwirklicht ist, und eine vom zweiten Typ mit der vierten Konzentration dotierte zweite Halbleiterzone, die in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht in einer im Umlauf-Richtungssinn der Ladungen an die Steuerelektrode angrenzenden Zone verwirklicht ist, wobei die Steuerelektrode, die zweite Zone und die Zwischenelektrode jeweils mit Spannungsquellen verbunden sind, um gegenüber der ersten Zone einen Potentialtopf mit einer Tiefe, die weniger groß als diejenige der Potentialtöpfe unter den Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares ist, zu erzeugen, wobei die erste Zone mit einem Verstärker zum Messen der Ladungen verbunden ist, die sich im Potentialtopf gegenüber dieser ersten Zone angesammelt haben.
Gemäß einem weiteren Merkmal sind die dotierten Halbleiterzonen des fünften Typs vom N&spplus;-Typ, und sie weisen eine Dotierung auf, die größer als bei der dotierten Halbleiterschicht vom zweiten Typ N ist.
Die Erfindung zielt außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung einer Ladungsverschiebungseinrichtung, das darin besteht, daß auf einem dotierten Halbleitersubstrat eines ersten Typs eine von einem zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht gebildet wird, daß diese Halbleiterschicht mit einer Isolierschicht bedeckt wird, daß auf dieser Isolierschicht eine Folge von aus polykristallinem Silizium hergestellten und mit einem Isolator bedeckten Elektroden gebildet wird, die sich entlang einer Achse in Abständen befinden, daß dann in der Halbleiterschicht des zweiten Typs zwischen den Elektroden der genannten Folge vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotierte Zonen verwirklicht werden, wobei sich eine vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierte Zone entlang der Achse auch über die letzte Elektrode der Folge hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht, daß auf der Isolierschicht wenigstens eine zusätzliche Elektrode aus polykristallinem Silizium gebildet wird, die mit einem Isolator bedeckt ist und sich von der letzten Elektrode der Folge entlang der Achse in einem Abstand befindet, daß dann eine vom zweiten Typ mit einer dritten Konzentration dotierte Zone zwischen der letzten Elektrode der Folge und der zusätzlichen Elektrode in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Zone gebildet wird, daß dann eine Reihe von Elektroden aus polykristallinem Silizium gebildet werden, die sich jeweils gegenüber den mit der zweiten bzw. mit der dritten Konzentration dotierten Zonen befinden, wobei diese Elektroden mit der Isolierschicht in Kontakt sind und die Elektroden der genannten Folge bzw. die zusätzliche Elektrode teilweise bedecken.
Gemäß einem weiteren Merkmal dieses Verfahrens besteht dieses außerdem darin, daß auf der Isolierschicht eine aus polykristallinem Silizium hergestellte Steuerelektrode gebildet wird, die sich von der letzten Elektrode der die zusätzliche Elektrode teilweise bedeckenden Reihe entlang der Achse in einem Abstand befindet, und daß dann eine erste und eine zweite, vom zweiten Typ mit einer vierten Konzentration dotierte Zone in der Halbleiterzone des zweiten Typs mit der ersten Konzentration beiderseits der Steuerelektrode gebildet werden.
Die Merkmale und die Vorteile der Erfindung gehen besser aus der folgenden Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, von denen:
- die Fig. 1, 2, 3 bereits beschrieben worden sind und ein besseres Verständnis der Struktur und der Funktion einer im Stand der Technik bekannten Einrichtung ermöglichen,
- die Fig. 4 schematisch und im Schnitt eine Ladungsverschiebungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, wobei diese Einrichtung Mittel umfaßt, die, beginnend bei einer stromabseitigen Position, die Erzeugung von Verschiebungspotentialen und Potentialtöpfen, die weniger groß sind, gestatten,
- die Fig. 5 ein Diagramm der Spannungen ist, die an die verschiedenen Elektroden der Einrichtung der Fig. 4 angelegt werden,
- die Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Verschiebungspotentiale und Potentialtöpfe entlang der Achse X des Umlaufs der Ladungen an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht und der Isolierschicht in der Einrichtung der Fig. 4 zeigt,
- die Fig. 7 schematisch und im Schnitt eine Ladungsverschiebungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, welche, beginnend an einem stromabseitigen Ende, Mittel zum Erfassen und zum Messen der an diesem Ende angesammelten Ladungen umfaßt,
- die Fig. 8 ein Diagramm der Spannungen ist, die an die Hauptelektroden der Einrichtung der Fig. 7 angelegt werden,
- die Fig. 9 ein Diagramm ist, das die wesentlichen Potentiale zeigt, die an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht und der Isolierschicht in der Einrichtung der Fig. 7 auftreten,
- die Fig. 10 bis 15 schematisch die wesentlichen Stufen eines Verfahrens zur Herstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung für eine erste Ausführungsform dieses Verfahrens zeigen,
- die Fig. 16 bis 18 bestimmte Stufen zur Herstellung der Einrichtung gemäß der Erfindung für eine weitere Ausführungsform dieses Herstellungsverfahrens zeigen.
Die in Fig. 4 schematisch und im Schnitt gezeigte Ladungsverschiebungseinrichtung umfaßt ein dotiertes Halbleitersubstrat 1 eines ersten Typs, eine mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 2 eines zweiten Typs, die das Substrat bedeckt, und eine Isolierschicht 3, die diese Halbleiterschicht bedeckt. Diese Einrichtung umfaßt außerdem entlang derselben, einen Umlauf-Richtungssinn der Ladungen definierenden Achse X zwischen einer stromaufseitigen Position, wo die Ladungen erzeugt werden, und einer stromabseitigen Position, wo sie erfaßt werden sollen, wenigstens ein erstes und ein zweites Elektrodenpaar P1, P2, die jeweils im Umlauf-Richtungssinn X eine Verschiebungselektrode und eine Speicherelektrode aufweisen. Die Verschiebungselektroden sind bei 4, 6 gezeigt, während die Speicherelektroden bei 5, 7 gezeigt sind. Jede der Elektroden weist eine Kontaktfläche mit der Isolierschicht 3 auf. Die Einrichtung umfaßt außerdem wie die bekannten Einrichtungen Mittel zum Erzeugen von Potentialtöpfen PU1, PU2 mit gleichen Tiefen gegenüber den Speicherelektroden und von identischen Verschiebungspotentialen gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden, um die Ladungen in der gewählten Richtung X umlaufen zu lassen.
Gemäß der Erfindung umfaßt die Einrichtung, beginnend bei einer stromabseitigen Position X1 entlang der Achse X im Umlauf-Richtungssinn jenseits der Speicherelektrode 7 eine mit einer zweiten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 16 des zweiten Typs, die ausgehend von der Halbleiterschicht 2 des zweiten Typs einer ersten Konzentration verwirklicht ist, sowie wenigstens ein drittes Elektrodenpaar P3. Dieses dritte Elektrodenpaar umfaßt im Umlauf-Richtungssinn eine Verschiebungselektrode 17 und eine Speicherelektrode 18, die Kontaktflächen mit der Isolierschicht 3 aufweisen. Die Einrichtung kann außerdem weitere Elektrodenpaare aufweisen, die mit dem dritten Paar P3 identisch sind. Diese Elektroden sind in der Figur gezeigt, jedoch nicht mit Bezugszeichen versehen. Die Einrichtung umfaßt außerdem Mittel, die weiter unten beschrieben werden und die Erzeugung von Verschiebungspotentialen gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden 17, 18 des dritten Paars erlauben, welche, wie weiter unten im einzelnen ersichflich wird, Stufen mit kleineren Werten als die gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares vorhandenen Stufen sind.
Die Mittel, die die Erzeugung der Potentialtöpfe PU1, PU2 mit gleichen Tiefen gegenüber den Speicherelektroden 5, 7 des ersten und des zweiten Elektrodenpaares P1, P2 und von Verschiebungspotentialen, die entsprechende Stufen mit identischen Werten gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares gestatten, umfassen wie in der Fig. 1 mit der zweiten Konzentration dotierte Zonen 15 des zweiten Typs, die in der Halbleiterschicht 2 des zweiten Typs der ersten Konzentration verwirklicht sind. Diese Zonen des zweiten Typs einer zweiten Konzentration sind gegenüber den Kontaktflächen der Verschiebungselektroden 4, 6 des ersten und des zweiten Paares P1 und P2 verwirklicht. Diese Mittel umfassen außerdem eine erste und eine zweite Spannungsquelle V1, V2, die mit den Elektroden 4, 5 des ersten Paares bzw. mit den Elektroden 6, 7 des zweiten Paares verbunden sind. Diese Spannungen verändern sich, wie in dem Diagramm der Fig. 5 gezeigt ist, zyklisch und gegenphasig zwischen einem ersten Wert V0, der beispielsweise das Massepotential sein kann, und einem zweiten, maximalen Wert V1 (der in der beschriebenen Ausführungsform positiv ist).
Die Mittel, die gegenüber den Elektroden des dritten Paares die Erzeugung von Verschiebungspotentialen gestatten, die Stufen mit kleineren Werten als diejenigen der Verschiebungspotentiale gegenüber den Elektroden des ersten und des zweiten Paares besitzen, weisen gegenüber der Speicherelektrode 17 des dritten Paares P3 eine mit einer dritten Konzentration dotierte Zone 19 des zweiten Typs auf. Diese mit einer dritten Konzentration dotierte Zone des zweiten Typs ist in der mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht 16 des zweiten Typs verwirklicht. Diese Mittel umfassen außerdem eine Spannungsquelle V3, die mit den Elektroden 17, 18 des dritten Paares verbunden ist. Diese Spannung verändert sich zyklisch und in Phase mit der an die Elektroden 4, 5 des ersten Paares angelegten Spannung V1, wie in dem Diagramm der Fig. 5 gezeigt ist. Die Spannung V3 ändert sich zyklisch zwischen dem ersten, minimalen Wert V0 der an die Elektroden des ersten und des zweiten Paares angelegten Spannungen und einem dritten Wert V3, der größer als der zweite Wert VM der Spannungen V1 und V2 ist.
In dieser Figur ist außerdem eine Spannungsquelle V4 gezeigt, die die anderen Elektroden versorgen kann, die mit denjenigen des dritten Paares identisch sind. Diese Spannungsquelle liefert eine zyklische Spannung V4, die zur Spannung V3 gegenphasig ist und die gleichen Extremwerte wie diese aufweist, wie in dem Diagramm der Fig. 5 gezeigt ist.
Die Diagramme Φ1, Φ2 von Fig. 6 zeigen die Verschiebungspotentiale und die Potentialtöpfe PU1, PU2 der Tiefe VP, die an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht 2 und der Isolierschicht 3 unter den ersten Elektrodenpaaren P1 und P2 erzeugt werden. Diese Töpfe und Verschiebungspotentiale sind für die beiden ersten Elektrodenpaare P1, P2 mit denjenigen der Fig. 3 identisch.
Die Diagramme Φ'1 und Φ'2 zeigen die Verschiebungspotentiale und die Potentialtöpfe, die an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschicht 16 des zweiten Typs der zweiten Konzentration und der Isolierschicht 3 erzeugt werden, wenn die zyklischen Spannungen V3 und V4 an das dritte Elektrodenpaar P3 bzw. an die folgenden Elektrodenpaare, im Umlauf-Richtungssinn der Ladungen, angelegt werden. Die Spannungen V3, V4 verändern sich zyklisch zwischen dem ersten Wert V0 der Spannungen V1 und V2 und dem Wert V'M, der größer als die Spannung VM ist. Aus den Diagrammen Φ'1, Φ'2 ist ersichtlich, daß die unter der Speicherelektrode des dritten Paares und der folgenden Paare auftretenden Potentialtöpfe eine Tiefe besitzen, die weniger groß als bei den Potentialtöpfen unter den Speicherelektroden des ersten und des zweiten Elektrodenpaares ist. Die Verschiebungspotentiale weisen ebenfalls Stufen mit weniger großen Werten als beim ersten und beim zweiten Paar auf. Die Dotierung der Halbleiterschicht 16, die weniger groß als diejenige der Halbleiterschicht 2 ist, und die weniger große Dotierung der Zonen 19 unter der Verschiebungselektrode wie etwa 17 gestatten nämlich die Absenkung der Stufenwerte der Verschiebungspotentiale und außerdem die Verringerung der Tiefe der Potentialgröße um eine Größe mit dem Wert ΔVP. Die weiter oben erwähnte Schleuse ist daher beginnend bei der stromabseitigen Position X1 verwirklicht. Dies ist genau die interessierende Verringerung der Werte der Verschiebungspotentiale, wie weiter unten im einzelnen ersichtlich wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung der Erfindung ist das dotierte Halbleitersubstrat 1 eines ersten Typs vom Typ P. Die mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 2 des zweiten Typs ist vom Typ N. Die mit einer zweiten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 16 sowie die mit der zweiten Konzentration dotierten Zonen 15 des zweiten Typs sind vom Typ N&supmin;. Die Zonen 15 weisen tatsächlich eine weniger große Dotierung als die Halbleiterschicht 2 vom Typ N auf. Die mit der dritten Konzentration dotierten Halbleiterzonen des zweiten Typs wie etwa die Zone 19 unter der Verschiebungselektrode 17 sind Zonen vom Typ N&supmin;&supmin;, die eine weniger große Dotierung aufweisen als die dotierte Halbleiterschicht 16 vom Typ N&supmin;. Die Dotierstoffmengen für die Zonen 15 vom Typ N&supmin; und für die Schicht 16 vom Typ N&supmin; können gleich oder verschieden sein.
Die Fig. 7 zeigt schematisch und im Schnitt eine Einrichtung gemäß der Erfindung, die hier Mittel für die Erfassung der unter der Speicherelektrode 18 des dritten Paares angesammelten Ladungen aufweist. Dieselben Elemente besitzen in dieser Figur und in Figur 4 die gleichen Bezugszeichen.
Die Mittel, die die Erfassung der unter der Speicherelektrode 18 des dritten Paares angesammelten Ladungen gestatten, umfassen eine Zwischenelektrode 20, die an die Speicherelektrode 18 des dritten Paars angrenzt und sich mit der Isolierschicht 3 in Kontakt befindet. Diese Mittel umfassen außerdem eine Steuerelektrode 22, die sich von der Zwischenelektrode 20 in einem Abstand und mit der Isolierschicht 3 in Kontakt befindet.
Eine erste, mit einer vierten Konzentration dotierte Halbleiterzone 21 des zweiten Typs ist zwischen der Zwischenelektrode 20 und der Steuerelektrode 22 in der mit einer zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht 16 des zweiten Typs verwirklicht. Außerdem ist eine zweite Halbleiterzone 23 des zweiten Typs der vierten Konzentration in einem im Umlauf-Richtungssinn der Ladungen an die Steuerelektrode 22 angrenzenden Bereich der Halbleiterschicht 16 des zweiten Typs der zweiten Konzentration verwirklicht.
Die Steuerelektrode 22, die Zwischenelektrode 20 und die zweite Zone 22 sind mit Spannungsquellen VG, V1 bzw. VDR verbunden, die die Erzeugung eines Potentialtopfs PU4 gegenüber der ersten Zone 21 und die Sicherstellung der Verschiebung der unter der Speicherelektrode 18 gespeicherten Ladungen in diesen Potentialtopf P3 gestatten. Diese Töpfe besitzen, wie weiter unten im einzelnen ersichtlich wird, eine Tiefe, die weniger groß als diejenige der Töpfe unter den Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares ist. Diese weniger große Tiefe wird insbesondere dadurch erhalten, daß mittels des dritten Elektrodenpaares und mittels der besonderen Dotierung der Halbleiterschicht unter diesen Elektroden die Stufenwerte der Verschiebungspotentiale der unter der Elektrode 18 des dritten Paares gespeicherten Ladungen verringert werden.
Die erste Halbleiterzone 21 eines fünften Typs ist mit einem Leseverstarker für die in den Potentialtöpfen gegenüber dieser ersten Zone angesammelten Ladungen verbunden. Dieser Verstärker ist mit einer Versorgungsspannungsquelle VDD verbunden. Der Wert dieser Versorgungsspannung des Leseverstärkers ist aufgrund der Schleusensysteme kleiner als der Wert der Versorgungspannung, der normalerweise für die im Stand der Technik bekannten Ladungsverschiebungseinrichtungen, in denen keinerlei Mittel zum Verringern der Stufenwerte der Verschiebungspotentiale gegenüber dem letzten Elektrodenpaar vorhanden ist, gefordert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die mit einer vierten Konzentration dotierten Halbleiterzonen 21, 23 des zweiten Typs vom Typ N&spplus;.
Die Zonen weisen eine Dotierung auf, die größer als bei der mit der ersten Konzentration dotierten Halbleiterschicht des zweiten Typs N ist.
Die Fig. 8 ist ein Diagramm für die Spannungen V1, V2, V3, die an das erste, das zweite bzw. das dritten Elektrodenpaar angelegt werden. Wie in der Ausführungsform der Fig. 4 sind die Spannungen V1 und V2 Spannungen, die sich zyklisch und gegenphasig zwischen einem Wert V0 und einem Wert Vm ändern, während die Spannung V3 mit der Spannung V1 in Phase ist, jedoch einen Wert V'M aufweist, der größer als Vm ist.
Die Fig. 9 ist ein Diagramm der Potentiale, die unter den Verschiebungselektroden und den Speicherelektroden der Einrichtung der Fig. 7 sowie unter den Zwischen- und Steuerelektroden auftreten. Dieses Diagramm zeigt außerdem den Potentialtopf PU4 in der ersten dotierten Zone 21 des Typs N&spplus;. Die Potentialtöpfe PU1, PU2 unter den Speicherelektroden 5, 7 des ersten und des zweiten Paares sind mit denjenigen der Fig. 6 identisch und weisen dieselbe Tiefe VP auf. Wie weiter oben erwähnt, gestatten die Dotierung der Halbleiterschicht 16 und das Vorhandensein der dotierten Zone 19 unter der Verschiebungselektrode 17 die Absenkung der Verschiebungspotentiale der unter der letzten Speicherelektrode 7 gespeicherten Ladungen; diese Potentiale sind im Diagramm bei Φ'1 gezeigt. Die Zwischenelektrode 20, an die die Spannung V1 angelegt wird, gestattet die Erzeugung einer Potentialstufe eines Wertes, der ausreicht, um ein Abfließen der gespeicherten Ladungen an den Potentialtopf PU4 gegenüber der Zone 21 hervorzurufen. Der Verstärker 24, von dem ein Eingang mit dieser Zone verbunden ist, liefert eine Spannung VS, die zu der Menge der in diesem Potentialtopf PU4 angesammelten Ladungen proportional ist. Wegen des dritten Elektrodenpaares P3, das die Absenkung der Verschiebungspotentiale um eine Größe ΔVP gestattet, ist es nämlich möglich, ebenso die Versorgungsspannung VDD des Leseverstärkers 24 abzusenken. Die Zonen 21, 23 und die Elektrode 22, die mit dem Verstärker 24, mit einer Spannungsquelle VDR bzw. mit einer Spannungsquelle VG verbunden sind, bilden nämlich einen Transistor vom MOS-Typ. Die Elektrode 22 ist das Gate dieses Transistors, während die Zonen 23 und 21 den Drain bzw. die Source desselben darstellen. Wenn die Ladungen im Potentialtopf P3 gespeichert sind, erlaubt die an das Gate angelegte Spannung VG die Messung dieser Ladungen durch den Leseverstärker 24.
Die Fig. 10 bis 15 zeigen auf schematische Weise die wesentlichen Stufen einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
Das Verfahren besteht zunächst, wie schematisch in der Fig. 10 gezeigt ist, darin, daß auf einem dotierten Halbleitersubstrat 1 (beispielsweise Silizium) eines ersten Typs (vorzugsweise vom Typ P) eine mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht 2 (aus Silizium) eines zweiten Typs (vorzugsweise des Typs N) gebildet wird und daß dann diese Halbleiterschicht 2 mit einer Isolierschicht 3 wie beispielsweise einem Oxid bedeckt wird.
Das Verfahren besteht anschließend darin, daß auf dieser Isolierschicht 3 eine Folge von Elektroden 4, 5, 6, 7 (deren Anzahl offensichtlich nicht auf vier begrenzt ist) gebildet werden, die von einem Isolator 12 bedeckt werden, wie in der Fig. 11 gezeigt ist. Diese Elektroden werden dadurch erhalten, daß auf der Isolierschicht 3 eine Schicht 25 beispielsweise aus polykristallinem Silizium abgelagert wird, auf der eine Maske 26 angeordnet wird, die das Ätzen diese Elektroden gestattet, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Der Isolator, der jede der Elektroden bedeckt, kann durch eine Wärmebehandlung des polykristallinen Siliziums nach dem Ätzen der Elektroden erhalten werden.
Die Elektroden 4, 5, 6, 7 sind entlang einer Achse in regelmäßigen Abständen angeordnet, wobei anschließend (Fig. 11) in der Halbleiterschicht 2 der ersten Konzentration (N) zwischen den Elektroden der Folge von Elektroden 4, 5, 6, 7 eine Dotierung vom zweiten Typ (vorzugsweise N&supmin;) verwirklicht wird. Diese Dotierung vom zweiten Typ und der zweiten Konzentration (N&supmin;) wird außerdem jenseits der letzten Elektrode 7 der Folge von Elektroden in der Zone 16 der Halbleiterschicht 2 verwirklicht.
Das Verfahren besteht anschließend darin, daß auf der Isolierschicht 3 wenigstens eine zusätzliche Elektrode 18 (die in der Fig. 13 gezeigt ist) ausgebildet wird. Diese zusätzliche Elektrode wird, wie in Fig. 12 gezeigt, dadurch erhalten, daß auf den bereits verwirklichten Elektroden und auf der von diesen Elektroden nicht bedeckten Isolierschicht eine Schicht 27 aus polykristallinem Silizium abgelagert wird und daß anschließend diese Schicht 27 aus polykristallinem Silizium durch Ätzen beseitigt wird. Diese Ätzung wird durch eine Maske 28 begrenzt, die ausschließlich denjenigen Teil des polykristallinen Siliziums bedeckt, der der zu erhaltenden Elektrode 18 entspricht. Wenn diese Elektrode erhalten worden ist, wird sie mit einem Isolator bedeckt. Die Elektrode 18 bildet die Speicherelektrode des weiter oben beschriebenen dritten Paares.
Anschließend wird, wie in Fig. 13 gezeigt, zwischen der letzten Elektrode 7 der Folge und der zusätzlichen Elektrode 18 in der dotierten Zone 16 der zweiten Konzentration (N&supmin;) eine Dotierung vom zweiten Typ der zweiten Konzentration (vorzugsweise N&supmin;&supmin;) verwirklicht. Hierzu werden sämtliche bereits verwirklichten Elektroden mit einer Schutzmaske 29A, 29B abgedeckt, die nach der Verwirklichung der Zone 19 des zweiten Typs und der dritten Konzentration (N&supmin;&supmin;) beseitigt wird.
Das Verfahren besteht anschließend, wie in Fig. 15 gezeigt ist, darin, daß eine Reihe von Elektroden 4, 6, 17, 20, 22 aus polykristallinem Silizium verwirklicht wird, die sich gegenüber den mit der zweiten Konzentration dotierten Zonen des zweiten Typs N&supmin; und den mit der dritten Konzentration dotierten Zonen des zweiten Typs N&supmin;&supmin; befinden. Diese Elektroden sind mit der Isolierschicht 3 in Kontakt. Sie bedeckt teilweise die umgebenden Elektroden wie beispielsweise 5, 7 sowie die mit der zweiten bzw. der dritten Konzentration dotierten Zonen N&supmin; bzw. N&supmin;&supmin;. Eine Zwischenelektrode 20 bedeckt teilweise die zusätzliche Elektrode 18.
Dieses Verfahren besteht außerdem darin, daß auf der Isolierschicht 3 eine Steuerelektrode 22 aus polykristallinem Silizium gebildet wird, die von einem Isolator bedeckt ist, der sich von der Zwischenelektrode 20 in einem Abstand befindet. Sämtliche dieser Elektroden werden, wie in Fig. 14 gezeigt ist, dadurch erhalten, daß die Elektroden wie etwa 5, 7, 18 sowie die Isolierschicht 3 mit einem Niederschlag aus polykristallinem Silizium 30 bedeckt werden. Dieser Niederschlag wird anschließend mit einer Maske 31 abgedeckt, die das Ätzen des Niederschlags aus polykristallinem Silizium 30 gestattet, derart, daß nur die Elektroden wie etwa 4, 6, 17, 20, 22 übrig gelassen werden, wobei die bereits verwirklichten Elektroden durch die sie bedeckende Isolierschicht geschützt sind.
Anschließend wird beiderseits der Steuerelektrode 22 in der Halbleiterschicht des Typs N&supmin; eine Dotierung vom zweiten Typ mit einer vierten Konzentration (vorzugsweise des Typs N&spplus;) verwirklicht. Dann können die Elektroden mit ihren Verbindungsdrähten versehen werden, die ihren Anschluß an die Versorgungsquellen gestatten.
Die dotierte Zone des zweiten Typs mit der dritten Konzentration N&supmin;&supmin; weist eine weniger große Dotierung als die dotierten Zonen des zweiten Typs mit der zweiten Konzentration N&supmin; auf. Die dotierte Zone des zweiten Typs mit der vierten Konzentration (N&spplus;) weist dagegen eine größere Dotierung als die dotierte Halbleiterschicht 2 des zweiten Typs (N) auf.
Die Fig. 16 bis 18 zeigen schematisch die wesentlichen Stufen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Einrichtung der Erfindung. In diesen Figuren entsprechen die Bezugszeichen denjenigen der vorangehenden Fig. 10 bis 12. In dieser Ausführungsform wird das polykristalline Silizium 25, das auf der Isolierschicht 3 abgelagert ist, bevor es durch Ätzen durch eine Maske 26 zerschnitten wird, mit einem isolierenden Niederschlag 33 bedeckt. Erst anschließend werden die Elektroden wie etwa 5, 7 ausgeschnitten, wie in Fig. 17 gezeigt ist, und werden die Halbleiterzonen des dritten Typs (N&supmin;) zwischen diesen Elektroden implantiert.
Das Verfahren besteht anschließend darin, daß eine Schicht 27 aus polykristallinem Silizium abgelagert wird, die durch eine Harzmaske 28 geätzt wird, um die zusätzliche Elektrode 18 zu bilden, wobei die vorher geätzten Elektroden 5 und 7 durch einen isolierenden Niederschlag 33, der sich auf ihren oberen Teilen befindet, geschützt werden. Dann wird die Isolierung der Elektrode 18 und der Seitenflächen der Elektroden 5 und 7 verwirklicht. Der weitere Prozeß ist mit dem obigen Fall identisch.
Diese Ausführungsform weist gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform den folgenden Vorteil auf: In der vorhergehenden Ausführungsform wird die Oxidation der Oberfläche der Elektroden nach dem Ausschneiden dieser Elektroden ausgeführt. Daraus folgt, daß die Isolierschicht 3 eine veränderliche Dicke aufweist, weil sie im Verlauf dieser Oxidation der Elektroden nicht geschützt ist. In der zweiten Ausführungsform wird die Isolation der Oberfläche der Elektroden vor dem Schneiden der Schicht aus polykristallinem Silizium 25 verwirklicht. Daraus ergibt sich, daß nach dem Ausschneiden dieser mit ihrem Isolator überzogenen Elektroden die Isolierschicht 3 keiner zusätzlichen Oxidation unterworfen wird, die ihre Dicke unter der später verwirklichten zusätzlichen Elektrode 18 verändern würde.
Dann werden die seitliche Isolierung der Elektroden 5 und 7 sowie die Isolierung der zusätzlichen Elektrode 18 verwirklicht.

Claims

1. Ladungsverschiebungseinrichtung mit einem dotierten Halbleitersubstrat (1) eines ersten Typs, einer Halbleiterschicht (2), die von einem zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotiert ist und dieses Substrat bedeckt, einer Isolierschicht (3), die diese Halbleiterschicht bedeckt, und entlang derselben, einen Umlauf-Richtungssinn der Ladungen zwischen einer stromaufseitigen Position und einer stromabseitigen Position definierenden Achse (X) wenigstens einem ersten und einem zweiten Elektrodenpaar (P1, P2), die im genannten Richtungssinn jeweils eine Verschiebungselektrcde (4) und eine Speicherelektrode (5) umfassen, welche Kontaktflächen mit der Isolierschicht (3) aufweisen, wobei gegenuber den Kontaktflächen der Verschiebungselektroden (4, 6) des ersten und des zweiten Paares (P1, P2) in der Halbleiterschicht des zweiten Typs Zonen (15) verwirklicht sind, die vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotiert sind, wobei die Elektroden des ersten und des zweiten Paares mit einer ersten bzw. mit einer zweiten Spannungsquelle (V1, V2) verbunden sind, deren Spannungen sich zyklisch und gegenphasig zwischen einem ersten und einem zweiten Wert (V0, VM) ändern und gegenüber den Speicherelektroden (5, 7) Potentialtöpfe (PU1, PU2) mit gleichen Tiefen und gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares identische und phasenverschobene Verschiebungspotenliale erzeugen, um die Ladungen im genannten Richtungssinn umlaufen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß sie, beginnend bei der stromabseitigen Position entlang der genannten Achse und im Umlauf-Richtungssinn, versehen ist mit einer vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten und in der Schicht des zweiten Typs verwirklichten Halbleiterschicht (16), wenigstens einem dritten Elektrodenpaar (P3), das im genannten Richtungssinn eine Verschiebungselektrode (17) und eine Speicherelektrode (18) umfaßt, welche Kontaktflächen mit der Isolierschicht (3) aufweisen, und Mitteln, die gegenüber den Elektroden des dritten Paares Verschiebungspotentiale erzeugen, deren Werte kleiner sind als die Werte der Verschiebungspotentiale gegenüber den Verschiebungs- und Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares (P1, P2).

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die gegenüber den Elektroden (18) des dritten Paares Verschiebungspotentiale erzeugen, die kleiner als diejenigen des ersten und des zweiten Paares (P1, P2) sind, gegenüber der Verschiebungselektrode (17) des dritten Paares in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht (16) eine vom zweiten Typ mit einer dritten Konzentration dotierte Zone (19) aufweisen, wobei die Verschiebungs- und Speicherelektroden des dritten Paares mit einer dritten Spannungsquelle (V3) verbunden sind, deren Spannung sich zyklisch und in Phase mit der an die Elektroden des ersten Paares angelegten Spannung (V1) zwischen dem genannten ersten Wert und einem dritten Wert, der größer als der zweite Wert ist, verändert.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem ersten Typ dotierte Halbleitersubstrat (1) vom P-Typ ist, die vom zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht (2) vom N-Typ ist, die Halbleiterschicht (16) und die Halbleiterzonen (15), die vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotiert sind, vom N&supmin;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die weniger groß als bei der vom zweiten Typ mit der ersten Konzentration dotierten Halbleiterschicht (2) ist, wobei die vom zweiten Typ mit der dritten Konzentration dotierte Halbleiterzone (19) vom N&supmin;&supmin;- Typ ist und eine Dotierung aufweist, die weniger groß als bei der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration (N&supmin;) dotierten Halbleiterschicht ist.

4. Einrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem versehen ist mit Mitteln zum Erfassen der unter der Speicherelektrode (18) des dritten Paares (P3) angesammelten Ladungen, wobei diese Mittel eine an die Speicherelektrode (18) des dritten Paares angrenzende und mit der Isolierschicht (3) in Kontakt befindliche Zwischenelektrode (20) und eine von der Zwischenelektrode (20) in einem Abstand und mit der Isolierschicht in Kontakt befindliche Steuerelektrode 22 aufweisen, einer vom zweiten Typ mit einer vierten Konzentration dotierten Halbleiterzone (21), die in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbieiterschicht (16) in einer Zone gegenüber dem Raum zwischen der Zwischenelektrode (20) und der Steuerelektrode (22) verwirklicht ist, und einer vom zweiten Typ mit der vierten Konzentration dotierte zweiten Halbleiterzone (23), die in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterschicht (16) in einer im Umlauf-Richtungssinn der Ladungen an die Steuerelektrode (22) angrenzenden Zone verwirklicht ist, wobei die Steuerelektrode (22), die zweite Zone (23) und die Zwischenelektrode (20) jeweils mit Spannungsquellen verbunden sind, um gegenüber der ersten Zone (21) einen Potentialtopf (PU4) mit einer Tiefe, die weniger groß als diejenige der Potentialtöpfe unter den Speicherelektroden des ersten und des zweiten Paares ist, zu erzeugen, wobei die erste Zone (21) mit einem Verstärker (24) zum Messen der Ladungen verbunden ist, die sich im Potentialtopf gegenüber dieser ersten Zone angesammelt haben.

5. Einrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Halbleiterzone, die vom zweiten Typ mit der vierten Konzentration dotiert sind, vom N&spplus;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die größer als bei der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration N dotierten Halbleiterschicht ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Ladungsverschiebungseinrichtung, das darin besteht, daß auf einem dotierten Halbleitersubstrat (1) eines ersten Typs eine von einem zweiten Typ mit einer ersten Konzentration dotierten Halbleiterschicht (2) gebildet wird, daß diese Halbleiterschicht mit einer Isolierschicht (3) bedeckt wird, daß auf dieser Isolierschicht eine Folge von aus polykristallinem Silizium hergestellten und mit einem Isolator abgedeckten Elektroden (5, 7) gebildet wird, die sich entlang einer Achse in Abständen befinden, daß dann in der Halbleiterschicht (2) des zweiten Typs zwischen den Elektroden der genannten Folge vom zweiten Typ mit einer zweiten Konzentration dotierte Zonen (15) verwirklicht werden, wobei sich eine vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierte Zone (16) entlang der Achse auch über die letzte Elektrode (7) der Folge hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht, daß auf der Isolierschicht (3) wenigstens eine zusätzliche Elektrode (18) aus polykristallinem Silizium gebildet wird, die mit einem Isolator bedeckt ist und sich von der letzten Elektrode (7) der Folge entlang der Achse in einem Abstand befindet, daß dann eine vom zweiten Typ mit einer dritten Konzentration dotierte Zone (19) zwischen der letzten Elektrode (7) der Folge und der zusätzlichen Elektrode (18) in der vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Zone (16) gebildet wird, daß dann eine Reihe von Elektroden (4, 6, 17) aus polykristallinem Silizium gebildet werden, die sich jeweils gegenüber den mit der zweiten bzw. mit der dritten Konzentration dotierten Zonen (15, 16) befinden, wobei diese Elektroden mit der Isolierschicht (3) in Kontakt sind und die Elektroden der genannten Folge bzw. die zusätzliche Elektrode (18) teilweise abdecken.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht, daß auf der Isolierschicht (13) eine aus polykristallinem Silizium hergestellte Steuerelektrode (22) gebildet wird, die sich von der letzten Elektrode (20) der die zusätzliche Elektrode (18) teilweise abdeckenden Reihe entlang der Achse in einem Abstand befindet, und daß dann eine erste und eine zweite, vom zweiten Typ mit einer vierten Konzentration dotierte Zone (21, 23) in der Halbleiterzone (16) des zweiten Typs mit der ersten Konzentration beiderseits der Steuerelektrode (22) gebildet werden.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem ersten Typ dotierte Halbleitersubstrat vom P-Typ ist, daß die vom zweiten Typ mit der ersten Konzentration dotierte Halbleiterschicht vom N-Typ ist, die vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Halbleiterzonen vom N&supmin;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die weniger groß als bei der vom zweiten Typ mit der ersten Konzentration dotierten Schicht ist, daß die vom zweiten Typ mit der dritten Konzentration dotierten Halbleiterzonen vom N&supmin;&supmin;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die weniger groß als bei den vom zweiten Typ mit der zweiten Konzentration dotierten Zonen ist, und daß die vom zweiten Typ mit der vierten Konzentration dotierten Halbleiterzonen vom N&spplus;-Typ sind und eine Dotierung aufweisen, die größer als bei der vom zweiten Typ mit der ersten Konzentration N dotierten Halbleiterschicht ist.