FR2590067A1 - Matrice ccd avec transfert de colonnes et antiflou par point utilise dans les sytemes d'enregistrement de point d'image - Google Patents

Abstract

A.MATRICE CCD AVEC TRANSFERT DE COLONNES ANTIFLOU PAR POINT, UTILISEE DANS LES SYTEMES D'ENREGISTREMENT DE POINT D'IMAGE. B.MATRICE CARACTERISEE EN CE QUE, DANS LA PARTIE PHOTOSENSITIVE DE LA MATRICE SONT ASSOCIEES A CHAQUE REGISTRE VERTICAL, QUI REVET LA FORME D'UN REGISTRE A DEUX PHASES AVEC LES ZONES DE MEMOIRES DE TRANSFERT CORRESPONDANTES, DEUX COLONNES DE DETECTION POSITIONNEES A GAUCHE ET A DROITE DE CE REGISTRE VERTICAL, LES DETECTEURS ETANT SEPARES L'UN DE L'AUTRE LE LONG DE CES COLONNES UNIQUEMENT PAR D'ETROITES ZONES D'ARRET DE CANAL OU BARRIERES DE POTENTIEL, TANDIS QU'ENTRE DEUX COLONNES DE DETECTION QUI SONT ASSOCIEES AUX REGISTRES VERTICAUX VOISINS, IL EST PREVU UN DISPOSITIF ANTIFLOU. C.L'INVENTION CONCERNE LES SYSTEMES D'ENREGISTREMENT DE POINT D'IMAGE.

Description

Ùtrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par
point, utilisée dans les systèmes d'enregistrement de point
d'image."
L'invention concerne un nouveau concept pour la construction d'une matrice CCD avec transfert de colonnes (transfert d'images) et anti-flou par point. De telles matrices sont utilisées dans les systèmes d'enregistrement de point d'image.

Les matrices CCD avec un transfert d'images par colonnes présentent des avantages par rapport à celles avec transfert d'images. C'est ainsi que, dans leur cas, seul le registre de lecture horizontal doit être rapide, (la fréquence typique du point d'image est 10 MHz). Les registres verticaux présents en grands nombres fonctionnent au rythme de la fréquence de lignes (environ 16 kHz). Dans le cas de matrices avec transfert d'images, la transmission de l'image doit s'effectuer très rapidement de la partie sensible dans la partie de mémoire pour éviter les altérations produites optiquement du contenu de l'image. Une vitesse de fonctionnement très élevée des registres verticaux est, enconséquence, souhaitable dans le cas des matrices avec transfert d'images, ce qui est à peine réalisable avec les électrodes usuellement utilisées.Les matrices avec transfert de colonnes permettent, contrairement à celles avec transfert d'images, un authentique fonctionnement par entrelaçage (procédé d'entrelaçage).

Il n'est toutefois pas simple dans le cas de matrices CCD avec transfert de colonnes, d'obtenir une trame réduite, car à chaque cellule CCD d'un registre vertical, vient encore s1 ajouter un détecteur et une zone de transfert entre le détecteur et le registre vertical. Le problème d'une trame réduite devient tout à fait critique lorsqu'un dispositif anti-flou agissant séparément sur chaque point d'image est exigé. De tels dispositifs anti-flou sont toutefois presque indispensables pour ries matrices CCD lors de l'enregistrement de scènes avec un éclairage normal.

Dans une réalisation connue (matrice Toshiba
TCD 2026', une colonne de la matrice est constituée d'un registre vertical, d'éléments constitutifs de détection alignés dans la direction de la colonne, d'une zone de transmission entre le registre vertical et les détecteurs, d'un drain anti-flou s'étendant sur toute la longueur de la colonne et d'une "zone d'écoulement" entre les détecteurs et le drain anti-flou. Les différentes colonnes de la matrice sont séparées les unes des autres latéralement par des zones d'arrêt de canal.

Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients de l'état de la technique, c'est-à-dire de rendre les matrices CCD aptes à être mises en oeuvre dans des systèmes d'enregistrement de point d'image.

Le problème à la base de l'invention est de construire une matrice CCD avec transfert de colonnes et antl-flou par point et qui permette une trame notablement plus réduite que les solutions classiques, et qui puisse en outre, se satisfaire d'un nombre réduit de plans d'électrodes.

Pour résoudre ce problèmesil ilest proposé une nouvelle construction de la matrice. Les registres à décalages verticaux sont construits de façon qu'une mise en contact des électrodes de registres par l'intermédiaire de trous de contact individuels le long du registre, ne soit pas nécessaire.

Conformément à l'invention, il est associé à deux colonnes de détection dans la partie photo-sensible de la matrice, un seul registre à décalage vertical et un seul drain anti-flou. Il est expressément prévuodans chaque ligne/ deux détecteurs par registre vertical, positionnés à gauche et à droite du registre vertical à décalage. A chaque zone de mémoire d'un registre vertical, est associe un détecteur déterminé (et seulement un). Entre deux colonnes de détection, qui sont associées à des registres verticaux voisins, est disposé le drain anti-flou, une électrode de transfert étant placée chaque fois entre les colonnes de détection et le drain anti-flou.Si l'on suit la construction latérale le long d'une colonne de la matrice, on trouve les zones suivantes
Registre vertical - détecteur - électrode de transfert drain anti-flou - électrode de transfert - détecteur - registre vertical - détecteur, etc... En direction verticale, il n'est pas prévu de zones d'arrêt de canal traversantes.

Pour la réalisation d'une trame aussi réduite que possible, on prévoit normalement le drain anti-flou avec les deux électrodes de transfert adjacentes plus étroit, (en direction horizontale). La distance entre deux colonnes de détection mesurée par dessus le registre vertical, est alors (normalement) plus grande que par dessus le dispositif anti-flou0 Les colonnes de détection apparaissent dans ce cassscomme disposées par paires. Certes, cette différence de distance n'est pas importante. Pour une trame horizontale de 23 I/m, les distances centre à centre entre les colonnes de détection, peuvent avoir les valeurs suivantes : mesurées par dessus le registre vertical 27 y m, et par dessus le dispositif anti-flou i 9/, m.Il en résulte un décalage du point médian de t 2 t m par rapport à la trame de 23 F m.

Un décalage de t 2 t m en direction horizon tale se traduit seulement par une altération légère de la résolution horizontale lorsqu'un signal d'image noir-blanc est obtenu avec cette matrice et lorsque les points d'image d'une ligne, sont lus à des fréquences constantes. Pour un enregistrement d'image sélectif des couleurs, il n'y a pratiquement pas d'altération de la résolution horizontale lorsqu'il y a respectivement association aux colonnes de détection par paires de vert - rouge et de vert - bleu (ou bien de blanc - jaune et de blanc - cyan). La préférence s'établissant ainsi pour la composante verte (ou bien la composante blanche) est réalisable dans le cas de l'enregistrement sélectif de couleurs avec une seule puce.

Les registres verticaux captent les signaux d'images des détecteurs placés à leur gauche et à leur droite et transportent ces signaux vers les lignes de lecture horizontales. Pour toutes les considérations qui vont suivre, on supposera que les registres verticaux transportent les charges du haut vers le bas et que les registres horizontaux les transportent de la droite vers la gauche. le registre horizontal doit comporter un nombre d'étages qui soit au moins, le double du nombre des registres verticaux.

Un étage est constitué de deux cellules de base CCD, chaque cellule comportant une zone de mémoire et une zone de transfert.

Conformément à 11 invention, un seul registre vertical est utilisé pour les colonnes de détection se situant à sa gauche et à sa droite, ce registre fonctionnant en deux phases et étant construit de façon que l'électrode de la première phase de synchronisation puisse passer en moyenne le long de la colonne, tandis que l'électrode de la seconde phase de synchronisation s'étend pour ainsi dire en forme de bande sur l'électrode (ou bien les électrodes) de la première phase de synchronisation le long de la colonne.

De ce fait, l'établissement d'un contact des différentes électrodes dans le registre n'est pas nécessaire. La matrice avec transfert de colonnes fonctionne de préférence en entrelacement, c'est-à-dire que des demi-images sont lues, par exemple tout d'abord toutes les lignes impaires, ensuite toutes les lignes paires, à nouveau les lignes impaires, etc... Le registre vertical proposé dans cette invention comporte un étage par ligne, (il vient s'y ajouter éventuellement, comme cela sera exposé plus loin, des étages supplémentaires à l'extrémité inférieure du registre).La disposition des étages dans le registre vertical est telle, conformément à 11 invention, que les détecteurs d'une ligne, placés à gauche et à droite du registre, délivrent leur charge de signaux dans les zones de mémoires de deux étages placés l'un derrière l'autre du registre vertical. Dans la direction de transport du registre vertical, la charge de signal du détecteur gauche se situe avant la charge de signal du détecteur droit. La transmission par lignes des charges de signaux à partir des registres verticaux dans le registre de lecture horizontal s'effectue, conformément à l'invention, par l'intermédiaire de deux synchtonisations.

Dans la première synchronisation, les charges de tous les détecteurs placés à gauche des registres, sont transmises dans le registre horizontal de lecture, où ils sont ensuite décalés d'une position à partir de la droite et de la gauche (par une impulsion appropriée au registre horizontal de lecture). Ensuite, dans la seconde synchronisation, les charges de tous les détecteurs placés à droite des registres, s'écoulent dans le registre horizontal de lecture. Le registre horizontal de lecture contient désormais les informations d'une-ligne complète, et dans le mode habituel, les charges de points d'image sont déplacées en série vers le détecteur de charges où elles sont converties en signaux de tension équivalents. Après lecture du registre horizontal, les deux synchronisations se répètent pour la prise en charge des informations de la ligne suivante.

En tant que lignes de détecteurs on utilise de préférence, des détecteurs sans électrodes . Ceux comportant un canal volumique et une couche d'arrêt de canal le recouvrant sont très indiqués. Des représentants typiques de tels dispositifs sont décrits dans la demande de brevet
WP H 01 L/252669/1 et dans le document US-PS 4 229 752. les détecteurs du document WP H 01 L/252669/1 qui y sont dénom més11photodétecteurs enterrés" possèdent d'excellentes propriétés pour les lignes CCD, mais nécessitent toutefois une zone de mémoire supplémentaire et ne sont, de ce fait, pas à prendre en considération pour une matrice comportant une trame aussi réduite que possible.Le dispositif du document US-PS 4 229 752 est une cellule SCCD sans électrode et la couche d'arrêt de canal extrêmement mince utilisée pour le recouvrement, est désignée, dans ce documen# sous le nom de "phase virtuelle". Les détecteurs utilisés dans la présente invention sont des zones BCCD avec une couche d'ar rêt de canal de recouvrement, cette couche d'arrêt de canal n'ayant pas besoin d'être extrêmement mince. La charge photogénérée dans la zone SCC3 est mémorisée dans cette même zone.

Les zones nécessaires pour une transmission des charges à partir des détecteurs dans les zones de mémoires du registre vertical, sont, dans le cadre de la présente invent ion, positionnées de préférence sous les électrodes de registres. Conformément à l'invention, on utilise cet effet, une étroite zone de dopage du type de conductibilité du substrat, dont la dose de dopage est choisie d'une importance telle qu'elle conserve son type de conductibilité lors des impulsions de synchronisation de transport venant s'appliquer au registre vertical, et qu'elle n'est donc pas totalement appauvrie en porteurs majoritaires.Pour la lecture des détecteurs, il est appliqué aux électrodes de registres correspondantes, une tension d'une importance telle que cette zone de dopage de transfert est totalement appauvrie en porteurs majoritaires et que le potentiel électrique dans cette zone de dopage se modifie proportiormellement à la tension appliquée à l'électrode de registre. De ce fait, le seuil de potentiel entre le détecteur et la zone de mémoire du registre est dégradé et la charge du signal peut s'écouler du détecteur dans la zone de mémoire du registre.

Ce principe de transfert est susceptible d'être mis en oeuvre aussi bien avec un canal superficiel qutavec un canal volumique. Selon que cette impulsion de prise en charge est appliquée aux électrodes de l'une des phases de synchronisation ou bien de l'autre phase de synchronisation, la lecture effectuée est celle de l'ensemble des lignes paires ou des lignes impaires.

Les électrodes de transfert qui sont respectivement positionnées entre le drain anti-flou et les colonnes de détection, sont, de préférencestructurées à partir d'un des plans d'électrodes utilisé pour le registre vertical.

De ce fait, le nombre des plans nécessaires est uniquement déterminé par la constitution du registre vertical. Comme le drain anti-flou de deux électrodes est limité au même plan, la largeur de ce drain est déterminée par une étape de structuration et peut entre minimale. Le drain anti-flou pourrait être dopé lors de la diffusion de la source du drain.

Dans la présente invention, on utilise toutefois de préférence, comme drain anti-flou, un canal volumique avec une couche d'arret de canal de recouvrement. Pour un effet antiflou, il suffit que ce drain comporte le même profil de dopage vertical que la zone de détection et il est alors rea- lisé technologiquement en même temps que les détecteurs. Pour le fonctionne=ent, les porteurs de charges sont enlevés des différents canaux volumiques au bord de la zone active de la matrice, par l'interméqiaire de zones de dopage polarisées dans le sens de blocage et d'un type de conductibilité inverse de celui du substrat.Aux électrodes de transfert est appliquée une tension d'une importance telle que le seuil du potentiel entre détecteurs et drain anti-flou soit un peu plus petit que celui entre détecteurs et registre vertical. Si une régulation du temps d'exposition doit cistre ef fectuée, il est introduit dans les canaux volumiques utilisés comme drains anti-flou, une quantité supplémentaire (par rapport à la zone de détection) de dopants du type de conductibilité inverse de celui du substrat. les zones de dopage couplées au drain anti-flou au bord de la matrice, sont plat cées à un potentiel de blocage suffisamment élevé pour que le pli de potentiel dans le drain anti-flou soit plus profond que celui dans le détecteur complètement appauvri en porteurs de charges majoritaires.Si on applique aux électrodes de transfert une tension d'un niveau tel que le seuil du potentiel entre les détecteurs et le drain anti-flou est complètement dégradé, l'ensemble des porteurs de charges engendrés s'écoule alors immédiatement dans le drain anti-- flou.

Ce n'est qu'après la réduction à sa valeur normale de la tension appliquée aux électrodes de transfert que, avec la barrière de potentiel existant à nouveau, la charge engendrée dans le détecteur est collectée.

Dans le cadre de la présente invention, il est proposé trois formes de réalisation du registre vertical.

Dans la première variante,les lesélectrodes sont disposées de façon à s'étendre obliquement du bas à droite vers le haut à gauche. Pour un angle de 45 > 0 le registre doit alors être au moins aussi large que la dimension de la trame en direction verticale.

A l'intérieur de la distance prédéfinie par la trame verticale, un étage de registre est réalisé, c'està-dire deux cellules de base CCD avec chacune une zone de mémoire et une zone de transfert. Chacune des deux cellules de base CCD est commandée respectivement par des électrodes appartenant au meme plan d'électrodes, Par exemple, les cellules de base de la première phase de synchronisation peuvent être commandées par des électrodes du premier plan d'électrodes, tandis que les cellules de base de la deuxième phase de synchronisation peuvent être commandées par des électrodes du second plan d'électrodes.Les électrodes disposées obliquement sont positionnées de façon telle par rapport aux éléments de détection que, sur la ligne de contact entre le registre et la colonne de détection, la limite entre deux cellules de base CCD du registre coïncide à peu près avec la limite verticale de deux détecteurs.

Les cellules de base CCD d'une phase de synchronisation sont alternativement bloquées du côté droit et du côté gauche pour un transfert de charge, par exemple par une zone unique d'arrêt de canal. Sur le côté non bloqué, une transmission de la charge peut s'effectuer à partir des détecteurs dans les zones de mémoires des cellules de base
CCD.

Grâce à ce schéma on obtient que tous les détecteurs des lignes impaires soient lus dans la zone de mémoire de l'une des phases de synchronisation et que l'ensemble des détecteurs des lignes paires soient lus dans la zone de mémoire de l'autre phase de synchronisation. Le po sitionnement nécessaire des charges de signaux dans le registre, notamment la charge des détecteurs côté gauche en avant de celle des détecteurs c8té droit, est garanti par la disposition oblique des électrodes.

Dans la première variante avec des électrodes obliques, l'électrode de la première phase de synchronisation est guidée de façon cohérente, du fait qu'elle passe toujours sur la face frontale bloquée pour le transfert de charge de la cellule de base CCD commandée par la deuxième phase de synchronisation, de sorte qu'elle atteint, en direction longitudinale du registre, la plus proche cellule de base CCD de la première phase de synchronisation. L'électrode de la seconde phase de synchronisation recouvre les zones non appréhendées par la première électrode et peut, en outre, passer par dessus la première électrode, de sorte qu'elle recouvre,pour ainsi dire sous la forme d'une bande, presque la totalité du registre vertical.

Cette première variante d'un registre vertical réclame, lorsqu'une dimension de trame réduite est exigée en direction verticale, la réalisation de très petites largeurs de barrettes.

Grace à la disposition oblique des électrodes, la largeur de barrette mesurée perpendiculairement au bord de 11 électrode, est inférieure dans le cas d'une disposition horizontale, la dimension verticale de la trame étant supposée la même (pour des obliques à 450 les largeurs de barrettes se réduisent du facteur 2"
La seconde et la troisième variantes exposées ci-après du registre vertical sont, du fait de leur construction avantageuse, utilisées de préférence dans la matrice CCD conforme à l'invention. La seconde variante d'un registre vertical prévoit en direction horizontale à l'intérieur du registre, une séparation des électrodes à nouveau disposées obliquement.Dans ce cas, les électrodes de la première et de la deuxième phases de synchronisation alternent désormais constamment non seulement en direction verticale, mais également aussi en direction horizontale. D'une cellule de base
CCD à l'autre, le transport de charges est orienté par de courtes zones appropriées d'arrêt de canaux de la façon suivante : dans la moitié droite du registre vertical, verticalement vers le bas - obliquement vers le haut en direction de la moitié gauche - dans la moitié gauche verticalement vers le bas - obliquement vers le bas en direction de la moitié droite - dans la moitié droite du registre vertical, verticalement vers le bas, etc...Par ce guidage en direction et la disposition alternée déjà évoquée d'électrodes de la première et de la seconde phases de synchronisation, on obtient que l'ensemble des détecteurs de toutes les lignes impaires soit lus dans les zones de mémoires de l'une des phases à synchronisationsstandis que l'ensemble des détecteurs de toutes les lignes paires sont lus dans les zones de mémoires de l'autre phase de synchronisation. En outre, le positionnement exigé des charges des signaux dans le registre vertical, à savoir celui du détecteur c3té gauche avant, celui du détecteur côté droit, d'une même ligne, est garanti.

Par suite de la séparation des électrodes disposées obliquement en direction horizontale, il y a davantage de places disponibles en direction verticale par cellules de base CCD. De ce fait, les largeurs de barrettes sont plus grandes que dans la première variante, ce qui est avantageux pour la réalisation technologique.

La réalisation d'un registre vertical de la seconde variante est possible avec un type de registre CCD tel qu'il est décrit dans la demande de brevet de la Crépu blique Démocratique d'Allemagne WP H 01 L/266477/0.

Ce type de registre, un CCD à deux phases, nécessite trois plans d'électrodes. La première phase de synchronisation est constituée par les électrodes du premier et du second plan, ces plans n'ayant pas besoin d'être isolés l'un de l'autre car ils sont à la même tension électrique.

La seconde phase de synchronisation est constituée par les électrodes du troisième plan. Le registre vertical de la deuxième variante est conformément à l'invention, construit de telle façon en utilisant le type de base de la demande de brevet en République Démocratique d'Allemagne Wr H 01 L/26647?/0, que toutes les zones de transfert qui appartiennent à la cellule de base de la première phase, et qui sont donc contrôlées par l'électrode du second plan d'électrodes, sont disposées dans le milieu du registre. L'électrode du second plan d'électrode passe dans le milieu du registre vertical et comporte alterrstivement vers la gauche et vers la droite, de courts "rameau: latéraux1, # qui chevauchent partiellement les électrodes individuelles du premier plan.

Comme aucune isolation n'est nécessaire entre le premier et le second plan d'électrodes, les électrodes individuelles du premier plan sont mises en contact par l'intermédiaire de l'électrode du second plan. L'électrode du troisième plan s'étend pour ainsi dire, sous forme de bande le long de l'ensemble du registre vertical par-dessus les électrodes du premier et du second plan . Au bord supérieur et au bord inférieur de la matrice, les électrodes du second et du troisième plan peuvent être mises en contact par l'intermédiaire d'un plan de pistes conductrices.

Si les électrodes du registre vertical sont constituées d'un matériau optiquement transparent (par exemple en silicium polycristallin), une barrière de protection contre la lumière doit alors être appliquée sur le registre.

A cet effet, il est recommandé de prendre une bande du plan de pistes conductrices au cas où celle-ci est en un matériau non optiquement transparent (par exemple de l'aluminium), cette bande étant au potentiel de l'électrode du troisième plan.

On peut alors également obtenir l'établissement d'un contact supplémentaire de la troisième électrode en ce qu'une fente ou bien une succession de fenêtres de contact individuelles est ménagée le long de ltensemble du registre vertical dans le film isolant disposé normalement entre le plan de pistes conductrices et les plans se trouvant au-dessous. Normalement toutefois, on n'a pas besoin d'établir un tel contact supplémentaire. Comme les temps de montée et de descente des impulsions pour le registre vertical se situent dans l'ordre de grandeur de la micro-seconde, un fonctionnement correct du registre vertical est assuré, mArne dans le cas d'un matériau d'électrode de conductivité moyenne, tel que le silicum polycristallin et malgré les valeurs RC notables qui en résultent.

Avant encore de déposer le premier plan d'électrodes, on introduit le dopage qui est nécessaire pour la zone de transmission entre les détecteurs et les zones de mémoires du registre vertical. Ce dopage est tout d'abord disposé sous la forme de bandes relativement larges, recouvrant la totalité de la surface entre les différents registres verticaux, et atteignant une certaine distance (la largeur ultérieure de la zone de transmission proprement dite) au-dessous du registre vertical (ultérieur). Préalablement également, on introduit une zone de dopage du type de conductivité opposé à celui du substrat pour réaliser le transport ultérieur de charges dans un canal volumique (3CCD), ainsi que des zones d'arrêt de canal appropriées.

Après la structuration du troisième plan d'électrodes, les ultimes profils de dopage sont réalisés dans les détecteurs et dans le drain anti-flou. A cet effet, deux implantations de grande surface avec les configurations d'électrodes (et les zones d'arrêt de canal) comme masques, sont effectuées successivement. Un dopant du type de conductivité opposé à celui du substrat est introduit profondément tandis qu'un dopant du type de conductivité du substrat est introduit superficiellement. Le dosage des dopants du type de conductibilité du substrat est mesuré de façon qu'en coopération avec la zone de dopage déjà introduite au début, et qui était nécessaire pour la zone de transmission entre les détecteurs et le registre vertical, une couche d'arrêt de canal soit créée directement à partir de la surface du semi-conducteur jusqu'à une certaine profondeur.Cette couche d'arrêt de canal protège le volume semi-conducteur sous-jacent contre les champs électriques externes.

Le dosage des dopants, introduit profondément, d'un type de conductivité opposé à celui du substrat est choisi d'une importance telle ####dans les zones obtenues par les deux implantations, dans la partie de conversion d'images de la matrice où sont les détecteurs et le drain anti-flou, une mise en mémoire de la charge des signaux ou bien un écoulement de la charge excédentaire est garanti.

Si le dispositif anti-flou doit être, enoutre mis, en oeuvre pour la régulation du temps d'exposition, on peut/ par l'intermédiaire d'un masque de laque qui laisse seulement libres les zones du drain anti-flou, introduire une quantité supplémentaire de dopant avec un type de conductivité opposé à celui du substrat.

Une trame particulièrement réduite est obtenue grtce à la troisième variante du registre vertical proposée dans le cadre de la présente invention. Dans sa construction on part de la constitution de base d'un type BCCD à deux phases, tel qu'il est décrit dans la demande de brevet de la République Démocratique Allemande WP H Ol 1/266476/2.

Dans ce SCCD, les longueurs de l'ensemble des zones de transfert et de mémoire sont fixées dans une étape de structuration. Ainsi, on obtient une grande précision géomètrique et on peut réaliser sans problème une trame réduite. Ce SCCD n'utilise que deux plans d'électrodes.

Avant l'application du premier plan d'électrodes, comme dans la deuxième variante, la zone de dopage d'un type de conductivité opposé à celui du substrat pour le canal volumique ultérieur, est appliqué le dopage nécessaire pour les zones de transmission et les zones d'arrêt de canal appropriées. L'électrode du premier plan est guidééde façon cohérente le long du registre vertical et à peu près sous la forme de S, de façon qu'elle recouvre les zones de mémoire associées aux détecteurs de, par exemple, toutes les lignes paires.

Les zones de mémoires associées aux détecteurs des autres lignes (par exemple impaires), ainsi que les zones de transfert, sont recouvertes par l'électrode du second plan. Le long du registre, cette deuxième électrode est réalisée sous forme de bande, en recouvrant totalement/ ou tout au moins partiellenent la première électrode. Grâce à cette disposition des électrodes on obtient que l'ensùmble des détecteurs de toutes les lignes impaires soient lus dans les zones de mémoires de la première phase de synchronisation et que l'ensemble des détecteurs de toutes les lignes paires, scient lus dans les zones de mémoires de l'autre phase de synchronisation. En outre, le positionnement exigé des charges de signaux dans le registre vertical, à savoir celles du détecteur c8té gauche avant celles du détecteur c8té droit d'une même ligne, est garanti.Pour plus de détail, on se reportera au premier exemple de réalisation correspondant.

Les électrodes de transfert délimitant le drain anti-flou sont, dans la troisième variante, de préférence structurées à partir du premier plan d'électrodes.

Dans le registre vertical, comme cela est décrit dans la deamande de brevet de la République Démocratique Allemande AP H 01 L/266476/2, après la première structuration du premier plan d'électrodes, les zones de mémoires à venir de la seconde phase de synchronisation, qui sont ultérieurement contrôlées par l'électrode du second plan, sont également recouvertes par les électrodes du premier plan.La réalisation des ultimes profils de dopage dans les détecteurs et dans le drain anti-flou, s'effectue au moyen des deux implal- tations successives précitées, avec le premier plan d'électrodes ccne masque (et un masque de laque suptlémentaire dans le registre vertical), soit simultanément avec les implantations nécessaires pour un SCD selon AP H 01 L/266476/2 afin de permettre la réalisation des zones de transfert avec une couche d'arrêt de canal de recouvrement, ou bien sous forme d'une étape distincte. Ainsi, non seulement les longueurs de l'ensemble des zones de mémoires et de transfert, mais également les largeurs de tous les détecteurs, sont fixées par la première configuration d'électroda D Le drain anti-flou peut à nouveau, comme dans la seconde variante, recevoir par la suite un dopage supplémentaire;
Sur le bord inférieur de la matrice, entre la partie photo-sensible et le registre horizontal de lec- ture, les registres verticaux sont prolongés, conformément à l'invention, de préférence par au moins deux cellules de base BCCD qui ne sont pas limitrophes des détecteurs. Ainsi les deux électrodes nécessaires pour les registres verticaux, cohérentes le long des registres, sont également amenées au bord inférieur, sans problème, de façon cohérente, jusqu'aux bords latéraux de la matrice.Les deux électrodes nécessaires pour les registres verticaux constituent ainsi pour lten- semble de la matrice, deux "grands" peignes grâce à quoi l'établissement des contacts des deux configurations d'électrodes est énormément facilité. La "ligne vide au bord in inférieur est à prendre en considération pour la succession totale d'impulsions.

L'invention va 8tre exposée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en plan schématique de la matrice conforme à l'invention,
- la figure 2 montre une partie de la matrice selon la figure 1,
- la figure 3 est une vue en plan schématique d'un registre vertical de la première variante,
- la figure 4 est une vue en plan schématique d'un registre vertical de la deuxIème variante,
- la figure 5 montre une ébauche partielle avec un registre vertical de la deuxième variante,
- la figure 6 montre des coupes transversales et des courbes de potentiel
- la figure 7 est un diagramme de potentiel en fonction d'une tension de barrière,
- la figure 8 montre une ébauche partielle avec un registre vertical de la troisième variante,
- la figure 9 montre une ébauche partielle avec un registre vertical de la troisième variante (bord supérieur de la matrice),
- la figure 10 est une coupe transversale et une courbe de potentiel.

- la figure 11 est une coupe transversale et une courbe de potentiel.

Dans l'exemple de réalisation on part d'un substrat en silicium de conductivité p. Naturellement on peut également utiliser d'autres matériaux semi-conducteurs.

Bien entendu, 11 invention peut également être réalisée avec des substrats de conductivité n. Les dopants à introduire de façon appropriée, sont alors respectivement du type de conductivité opposé.

Par ailleurs, il est indiqué comme matériau d'électrodes, du silicium polycristallin. Bien entendu, on peut également utiliser d'autres matériaux appropriés, notamment des siliciures.

Pour des raisons de clarté, on a rercncé à indiquer sur les figures suivantes la barrière de protection contre la lumière qui protège le registre vertical contre la lumière incidente. Le positionnement de la barrière de protection contre la lumière est clair pour le spécialiste et ne constitue pas l'objet de cette invention. Pour les registres verticaux proposés dans la présente invention, la barrière de protection contre la lumière peut avoir le meme potentiel électrique que 11 électrode supérieure s'étendant pour ainsi dire en forme de bande, ce qui simplifie encore la construction.

La figure 1 est une vue en plan d'une matrice conforme à la présente invention, représentée sur cette figure avec par exemple 16 lignes et 16 colonnes.

La référence 10 désigne les colonnes de détection placées à gauche des registres verticaux 13, tandis que la référence 11 désigne celles placées à droite. A deux colonnes de détection, sont respectivement associés un seul dispositif anti-flou 12 et un seul registre vertical 13.

Les registres verticaux 13 transportent les charges de si gnaux par lignes vers le registre horizontal de lecture 142
L'information d'image d'une ligne complète est transférée par l'intermédiaire du registre horizontal 14 en série vers le détecteur de charges 15. Les zones 16 sont des zones d'arrêt de canal pour la limitation latérale des zones actives. Les flèches indiquées sur la figure 1 indiquent le sens du transport de charges.

La figure 2 montre une partie de la matrice conforme à l'invention. Le dispositif anti-flou 12 est constitué du drain anti-flou 20 et de deux électrodes de transfert 21 délimitant ce drain. Les lignes paires peuvent être indiquées par 22 et les lignes repaires par 23. les flèches 25 et 24 indiquent que les détecteurs des lignes impaires et des lignes paires dans les registres verticaux 13 sont lus alternativement d'une demi-image à l'autre. la trame est supposée être dans la figure 2a de 16/ut (verticalement) et de 46 Mm (horizontalement), deux détecteurs étant associés à chaque cellule de trame.La figure 2b montre une rangée d'éléments de détection 26 qui sont disposés selon une trame horizontale de 23 g m. Les écarts horizontaux dans les positions des détecteurs des deux trames sont de - 2 t m, comme on peut le voir sur les figures 2a et 2b.

La figure 3 est une vue en plan schématique d'un registre vertical 13 de la première variante. la référence 30 désigne une électrode de la première phase de.synchronisation, cette électrode commandant une des deux cellules de base CCD nécessaire pour le registre. L'électrode 30 passe le long du registre et n'a ainsi besoin à l'intérieur du registre d'aucun établissement de contact. L'électrode de la seconde phase de synchronisation qui commande les cellules de base CCD 31, n'est pas indiquée sur la figure 3. Elle s'étendrait pour ainsi dire en forme de bande le long du registre 13 en recouvrant tout au moins partiellement, l'électrode 30.

La structure fine des ce'lules de base CCD, les zones de transmission entre les détecteurs et le registre 13, ainsi que les zones d'arrêt de canal nécessaires pour la séparation latérale, n'ont pas non plus été indiquées sur la figure 30 Les détecteurs des lignes paires 22 sont lus dans le registre 13 dans le sens des flèches 24, tandis que ceux des lignes impaires 23 sont lus dans le sens des flèches 25. La flèche 32 symbolise le sens du transport de charges dans le registre vertical 13.

La figure 4 est une vue schématique en plan d'un registre vertical 13 de la seconde variante. Dans ce cas, les électrodes 40 de la première phase de synchronisation, alternent constamment avec les électrodes 41 de la seconde phase de synchronisation, non seulement en directi#on verticale, mais également aussi en direction horizontale.

Les flèches 42 symbolisent le sens des transports de charges dans le registre vertical 13, ce sens étant prédéfini par les zones d'arrêt de canal 43.

La figure 5 montre une partie de l'ébauche de la deuxième variante, sur laquelle sont indiqués les plans les plus importants. il a été choisi une trame de 16 pm (verticalement) et de 48 fa (horizontalement), chaque cellule de trame contenant deux détecteurs.En plus des références déjà explicitées, la référence 50 désigne la zone de transmission entre détecteurs et registre vertical, la référence 51;la ligne qui entoure les électrodes du premier plan Poly
Si, la référence 52;la ligne qui entoure les électrodes du second plan Poly-Si, la référence 53 la ligne qui entoure l'électrode s'étendant pour ainsi dire en forme de bande du troisième plan Poly-Si, la référence 54; les zones de transfert qui sont commandées par l'électrode Poly 2, la référence 56 1a zone de mémoire sous l'électrode Poly 1, la référence 57!La zone de mémoire sous l'électrode Poly 3, la référence 58:les bords des masques de laque à l'aide desquels ont été implantées les zones de transmission 50, et la référence 59 les lignes qui entourent les zones d'arrêt de canal 43. On voit que l'électrode Poly 2 s'étend le long de la totalité du registre et chevauche jusqutà un certain point chacune des électrodes individuelles Poly 1.

Sur les figures 6a à 6c sont représentées des coupes transversales le long de la ligne CC' de la figure 5, et sur les figures 6e à 6g des coupes transversales le long de la ligne DD' de la figure 5, ces différentes figures correspondant à différentes phases de la réalisation technologique. Le registre vertical de la deuxième variante utilise un type de registre CCD tel que celui décrit dans la demande de brevet de la République Démocratique Allemande WP H 01 L/266477/0. Sur les figures 6a et 6e est représentée la situa tion existante avant revêtement avec le deuxième plan Poly-Si.

Sur le substrat de silicium 64 à conductivité p, lequel est revêtu d'un fils isolant 66 qui peut être constitué > parexem- ple,d'une combinaison de Si02 et de Si3N4, il a été déposé sur une grande surface une zone 65 de dopage n. Par l'intermédiaire d'un masque de laque, une zone de dopage p 67 a été implantée, telle qu'elle est nécessaire pour la zone de transmission entre les détecteurs et le registre vertical.

Après dépôt et structuration du premier plan Poly-Si on a les électrodes 61.

En utilisant comme masque ces électrodes 61 un dopant p, par exemple du bore, est implanté sur une grande surface avec un dosage tel que celui nécessaire pour obtenir des barrières de potentiel sur un registre à deux phases, et on a ainsi les zones dopées 68. Pour des raisons de clarté, il n'a pas été tenu compte sur la figure 6a de ce que le dopage des zones p 67 a été également quelque peu modifié par l'implantation engendrant une zone 68.

Après dépôt et structuration du deuxième plan
Poly-Si,on a les électrodes 62 (figures 6b et 6f), qui n'ont pas besoin d'être isolées par rapport aux électrodes 2o1y1 61.

En utilisant comme masques les électrodes 61 et 62, et un masque de laque rapporté en supplément (ce dernier masque n'étant pas représenté sur la figure 6), on réalise ce que l'on appelle le dopage de compensation explicité dans la de mande de brevet de la République Démocratique Allemande WP H 01 L/266477/0, dans ce cas, par implantation d'un dopant n, par exemple du phosphore.

Enfin, les électrodes 61 et 62 sont rev#tues d'un film isolant commun 69.

Sur les figures 6c-et 6g1est représenté l'état de la réalisation technologique avec tous les plans indiqués sur la figure 5. La troisième électrode Poly-Si a été déposée et structurée et on a, à partir d'elle, les électrodes 63 ainsi que les électrodes de transfert 21 délimitant le drain anti-flou 20. En utilisant les trois configurations d'électrodes comme masques, on réalise les deux implantations successives explicitées ci-dessus lors de l'exposé de la nature de l'invention. On implante profondément un dopant n, par exemple du phosphore, et superficiellement un dopant p, par exemple du bore. On a ainsi les ultimes profils de dopage des détecteurs 10 et Il ainsi que du drain anti-flou 20, toutes ces zones mentionnées en dernier lieu étant recouvertes de couches plates d'arrêt de canal 70.

Sur les figures Sd et 6h, est indiquée l'évolution du potentiel dans le semi-conducteur le long des coupes CC' et DD'. Il s'agit, à l'exception des lignes 82, 83 et 86, généralement de la valeur extrême du potentiel dans un canal de transport de charges totalement appauvri en électrons. Pour le niveau bas de la première phase de synchronisation qui se situe sur les électrodes Poly-1 et Poly 2 > on a le tracé 75 et, pour le niveau haut, le tracé 76. La seconde phase de synchronisation couplée à l'électrode 63 engendre au niveau bas et au niveau haut les tracés 77 et 78. Les zones d'arr#t de canal 43 sont au potentiel 86 du substrat.

Dans les détecteurs vides 10 et 11, le potentiel atteint la valeur 73. La couche plane d'arr8t de canal 70 les recouvrant est bien entendu, au-dessus des zones d'arrêt de canal 43 (voir l'ébauche sur la figure 5) maintenue au potentiel du substrat. Des références 82 et 83 désignent le potentiel dans le détecteur pour différents états de rempli sa sage avec des charges de signaux. Le détecteur côté gauche 10 serait surexposé. Le potentiel 72 sous l'électrode de transfert 21, par suite d'une tension appropriée appliquée à l'électrode de transfert 21, est inférieur au potentiel.74 dans le "canal restant" de la zone de transmission 50.Les porteurs de charge excédentaires s'écoulent, comme cela est symboliquement indiqué par la flèche 84, de façon continue dans le drain anti-flou 20, dont le potentiel d'appauvrissement 71 est ainsi maintenu, du fait que sur les faces frontales (de préférence la face frontale supérieure) de la matrice, les charges sont aspirées hors du drain 20 par l'intermédiaire des zones de diodes n + p polarisées dans le sens de blocage et couplées au drain 20. Dans le détecteur côté droit 11, il s'est assemblé, après l'écoulement du temps d'intégration, une charge de signal qui provoque une évolution 83 du potentiel. Par application de l'impulsion de prise en charge à l'électrode 63, il s'établit dans la zone de transition le potentiel 80, tandis que dans la zone de mémoire 57, le potentiel s'abaisse jusqu'à la valeur 81.

La charge de signaux du détecteur 11 peut désormais s'écouler en direction de la flèche 85 dans la zone de mémoire 57.

Les particularités de la zone de transmission 50 conformes à l'invention sont encore illustrées dans la figure 7.

Sur cette figure, est représentée la valeur extrême X du potentiel dans un canal volumique totalement appauvri en électrons , en fonction de la tension UG appliquée aux électrodes. Les courbes 88 et 89 sont typiques pour des zones de transfert et de mémoire. La courbe 87 est valable pour la zone de transmission 50. Le dosage du dopant p est choisi d'une importance telle que déjà à partir d'une tension de seuil 79, la zone de dopage 6T est complètement appauvrie en trous. Pour des tensions plus élevées que la valeur 79, le potentiel dans le canal volumique se modifie proportion nellement à la tension d'électrode et atteint,pour une valeur de UG suffisamment grande, la valeur 81.Pour UG inférieure à la valeur 79, des trous s'écoulent dans la zone 67 à partir des zones d'arrêt de canal 43 (voir ébauche sur la figure 5), et le potentiel dans la zone 67 est ainsi maintenu à la valeur du substrat. Dans le volume de la zone semiconductrice 50, subsiste un "canal restant" avec le potentiel 74.

La figure 8 montre une partie de l'ébauche de la troisième variante, les plans les plus importants étant indiqués. Cette variante permet une trame aussi réduite que possible. Sur la figure 8, il a été choisi une trame avec 16fm (verticalement) et 46 Mm (horizontalement), chaque cellule de trame contenant deux détecteurs. Sur la figure 8 sont indiqués, à côté des éléments de la partie d'image, également un tronçon du registre horizontal de lecture ainsi que la "ligne vide" et la transition entre le registre vertical et le registre horizontal.

En plus des références déjà explicitéess les références suivantes signifient : la référence 90 la ligne qui entoure les électrodes du premier plan Poly-Si, ces électrodes étant enlevées dans la deuxième structuration de ce plan, la référence 91 des zones de transfert avec une couche d'arrêt de canal recouverte, la référence 92 des zones de transfert qui sont commandées par l'électrode Poly-2, la référence 93::une zone de mémoire sous l'électrode Poly-1, la référence 94 une zone de mémoire sous l'électrode Poly-2, la référence 95, une zone de contact entre l'électrode Poly-2 du registre horizontal et le plan e piste conductrice à déposer ultérieurement, la référence 96 une zone de contact entre l'électrode Poly-1 du registre horizontal et le plan de la piste conductrice à déposer ult#rieur#ment, la référence 97 le sens du transport de charges dans le registre horizontal, la référence 98 le peigne d'électrode Poly-2 pour le registre vertical, la référence 99 le peigne d'élec trode Poly-1 pour le registre vertical, la référence 100 l'électrode Poly-2 du registre horizontal, la référence 1 ;'électrode Poly-1 du registre horizontal, la référence 102f la ligne qui entoure la fenêtre de contact.

On voit clairementy sur la figure 8 le tracé à peu près en forme de S de l'électrode Poly-1 le long du registre vertical (souligné par des hachures sur la partie droite de la figure 8). Les cotes géométriques sont choisies à l'intérieur du registre vertical de façon à avoir des surfaces de dimensions à peu près égales pour les zones de mémoire 93 et 94. Les électrodes de transfert 21 sont structurées à partir du plan Poly-1. De ce fait, les longueurs de l'ensemble des zones de mémoire et des zones de transfert ainsi que les largeurs de tous les détecteurs, sont fixées par les électrodes Poly-1 obtenues après la première structuration du plan Poly-1. L'électrode Poly-2 s'étend sous forme de bande le long du registre vertical. Elle chevauche alors quelque peu les détecteurs 10 et 11.L'électrode Poly2 est relativement mince, l'absorption perturbatrice de lumière ne devient notable que dans la zone bleue du spectre, de sorte que la zone de cheva-lchemen; dans le cas de la
lwière bleue contribue moins à la sensibilité totale que dans le reste du spectre. la zone de chevauchement ne cons ttue toutefois qu'une partie de la surface de détection, la majeure partie du détecteur étant sans recouvrement d'électrode.On peut; bien entendu;éviter aussi tous c-.evau- ciments sur le détecteur. A cet effet, les zones entourées par la ligne 90 sont "rentres" latéralement, l'électrode
Poly-2 s'étend là où il ne subsiste pas de Poly~1, sur la "vieille" ligne 90, et là où la zone de transition est co- mandée par l'électrode Poly-1, l'électrode Poly-2 "rentre latéralement de façon correspondante. L'électrode Poly-2 aurait alors un tracé analogue à l'électrode Poly-3 de la figure 5.La double implantation pour la réalisation de l'ultime profil de dopage dans les détecteurs 10 et 11, ainsi que dans le drain anti-flou 20, s'effectuerait alors seulement après la structuration du plan Poly-2. Cette possi bilité, esquissée en dernier lieu, pour éviter des zones de chevauchement, aurait seulement pour conséquence, que, tout coa:ne lors de la seconde variante, les distances entre les bords des deux électrodes de registres et l'électrode de transfert 21, du fait de la tolérance d'ajustement et de préparation des deux plans Be sont plus identiques l'une par rapport à l'autre.On obtiendrait ainsi le long d'une colonz#e de détection, alternativement, des détecteurs de largeurs différentes. La zone optique de réception est toutefois grâce à la barrière de protection contre la lumière déposée ultérieurement, qui est la plus part du temps structurée à partir du plan de piste conductrice en aluminium, de mêmes dimensions pour chacun des tuteurs le long d'une colonne de détection.

Grâce à l'insertion de la "ligne vide entre la partie d'image et le registre horizontal, on peut réunir les électrodes des différents registres pour constituer une structure en peigne, grâce à quoi l'établissement des contacts de configurations d'électrodes est énormément facilité.

Le registre horizontal fonctionne avec une fréquence de synchronisation élevée. Dans ce cas, il est recommandé de réaliser un établissement des contacts le long de l'ensemble du registre horizontal par l'intermédiaire des zones de contacts 95 et 96.

La figure 9 montre une partie d'ébauche à partir du bord supérieur de la matrice avec des registres verticaux de la troisième variante. Il est indiqué comment le drain anti-flou 20 et les électrodes de transfert 21 peuvent être avantageusement mis en contact. Les électrodes de transfert 21 sont directement alimentées par l'intermédiaire de la piste en aluminium 114. Les porteurs de charges sont aspirés à partir du drain anti-flou 20 dans une zone n+ polarisée dans le sens de blocage. L'électrode Poly-1 112 est placée entre la zone n 111 et le drain anti-flou 20, pour éviter un contact direct du dopage nt avec la couche d'arrêt de canal recouvrant le drain 20.

Le zone n 111 et l'électrode 112 sont mises en commun par l'intermédiaire de la piste en aluminium à la tension positive de blocage. En outre, les peignes d'électrode 98 et 99 peuvent etre également raccordés aux tensions d'alimentation par l'intermédiaire des pistes en aluminium 116 et 115 (en supplément de la possibilité d'établissement de contact au bord inférieur indiquée sur la figure 8).

La figure 10a montre une coupe transversale le long de la ligne k-A' de la figure 8. En plus des références déjà explicitées, les références suivantes signifient la référence 121 l'électrode Poly-1 dans le registre vertical (appartenant au peigne d'électrode 99), la référence 122; l'électrode Poly-2 dans le registre vertical (appartenant au peigne d'électrode 98), la référence 120:le film isolant entre Poly-1 et Poly-2.

Sur la figure 10b est indiquée l'allure du potentiel dans le semi-conducteur le long de la coupe AA'.

Il s'agit à l'exception des lignes 82, 83 et 86, généralement de la valeur extrême du potentiel dans le canal de transport de charges totalement appauvri en électrons. Dans la zone de mémoire 93 sous l'électrode Poly-1 121, qui est maintenue à un niveau de tension continu pour le transport de charges, le potentiel atteint la valeur 123. Si l'impulsion de prise en charges est appliquée à l'électrode 121, ce potentiel s'abaisse alors à la valeur 124, la charge de signal en provenance du détecteur 10 peut s'écouler, par l'intermédiaire de la zone de transuission 50, dans laquelle le potentiel est réduit par l'impulsion (élevée) de prise en charge de la valeur 80, dans la zone de mémoi- re 93.Si le temps d'expositioff doit entre raccourci, une tension est appliquée aux électrodes de transfert 21, le niveau de cette tension correspondant à peu près à l'impulsion de prise en charge déjà mentionnée. Le potentiel dans la zone au-dessous des électrodes de transfert 20, se réduit alors à la valeur 125. Il est supposé, pour cet exemple, que,dans le drain anti-flou, on implante en plus des dopants n, par exemple du phosphore, de sorte que la valeur de potentiel correspondante 71 se-situe plus bas que la valeur 73. De ce fait, l'ensemble des électrons engendrés par les détecteurs 10 et 11, s'écoule de façon continue dans le drain antiretour 20.

Ce n'est qu'après le rétablissement de la tension sur les électrodes de transfert 21 à sa valeur nécessaire pour le fonctionnement normal, que les électrons engendrés dans les détecteurs, peuvent être rassemblés. Pour d'autres détails du schéma de potentiel de la figure lOb, ce qui a déjà été dit dans le cas des figures 6d et 6h est valable0
Sur les figures 11a à lic > sont représentées des coupes transversales le long de la ligne BB' de la figure 8, les différentes figures correspondant à différentes phases de la réalisation technologique. On attire l'attention sur le fait que la constitution du registre horizontal le long duquel s'étend la courbe BB' peut être > conformément à l'invention, identique à celle du registre vertical, ce qui simplifie la réalisation technologique.Les registres de la troisième variante utilisent un type de registre BCCD tel que celui décrit dans la demande de brevet de la République Démocratique Allemande WP H 01 L/266476/2.

On réalise tout d'abord les mêmes étapes tech nologiques que dans la cas de la deuxième variante. C'est a-dire qu'une zone 65 de dopage n est déposée sur le subs trat 64, que la zone de dopage p 67 est implantée par des sus un masque de laque (la zone 67 est comprise sur la fi gure 10a), qu'un film isolant 66 est réalisé, le premier plan Psly-Si déposé et structuré, et finalement, en utile sant comme masque les électrodes existantes 121 et 132, un dopant p, par exemple du bore, est implanté, et on a alors les zones 48 engendrant la barrière de potentiel (figure lia). La référence 132 désigne les électrodes Poly-1 qui sont à nouveau enlevées dans une étape ultérieure.

immédiatement après on réalise un masque de laque 133 qui recouvre les zones de transfert futures 92 (figure 11b). Dès lors, deux implantations sont effectuées successivement. Un dopant n, par exemple du phosphore, est implanté profondément, tandis qu'un dopant p, par exemple du bore, est implanté superficiellement. Le dosage et lténergie sont alors déterminés de façon qu'ainsi que cela est exposé dans la demande de brevet de la République Démocratique Allemande WP H 01 L/266476/2, les zones 91 intéressés par ces implantations puissent entre utilisées comme zones de transfert avec une allure de potentiel déterminée.C'est-à-dire que la valeur extrême du potentiel atteint dans les zones 91) pour un appauvrissement total en électrons, une valeur telle que celle nécessaire pour le registre BCCD à réaliser.

La couche d'arrêt de canal 70 obtenue grâce au dopant p implanté superficiellement, fixe l'évolution du potentiel dans les zones de transfert 91 et protège simultanément ces zones contre les champs électriques externes.

Ces deux implantations nécessaires pour les zones de transfert 91 peuvent être couplées avec celles nécessaires pour obtenir les détecteurs (et le drain antiflou), mais elles peuvent également être réalisées indépen damment de celles-ci. Ceci dépend du niveau de tension de synchronisation fixé pour la matrice et de la possibilité d'adaptation de charges exigée des détecteurs. Lors de la réalisation commune des détecteurs et des zones de transfert 91, il y a lieu de veiller à ce que le profil de dopage des détecteurs (et du drain anti-flou) soit encore modifié par la zone de dopage 67.

Dans les étapes suivantes, les électrodes 132 sont enlevées, les électrodes Poly-t restantes, au cas où cela n'est pas déjà effectué dans une étape précédente, sont revêtues d'un film isolant 120 (ce film isolant 120 est déjà indiqué sur la figure lia, car il pourrait déjà être réalisé à cet instant) et le second plan Poly-Si est déposé et structuré ce qui donne les électrodes Poly-2 122 (figure 11c). Ensuite sont réalisées les étapes habituelles telles que la diffusion source-drain, le dépôt de couche isolante supplémentaire, l'ouverture des fenêtres de contact et la réalisation d'un plan de piste eonductrice.

Pour le fonctionnement du registre à décalage, une succession d'impulsions de synchronisation est appliquée aux électrodes Poly-2 122 et une tension continue aux électrodes Poly-1 121. Cette tension continue devrait correspondre à peu près à la valeur arithmétique moyenne du niveau haut et bas de la succession d'impulsions de synchronisation. Pour lire les détecteurs par demi-image dans le registre vertical, une impulsion de prise en charge d'importance correspondante est respectivement appliquée à un des peignes d'électrodes 98 ou 99.

Sur la figure Ild, est représentée l'allure du potentiel dans le registre BCCD de la troisième variante appauvrie totalement en électrons pour un fonctionnement que l'on pourrait considérer comme étant le cas normal. Dans les zones de mémoire 93, on réalise, par une tension continue correspondante appliquée aux électrodes 121, la valeur de potentiel 123, et dans les zones de transfert 91 avec une couche d'arrêt de canal recouverte 70, il s'établit la valeur 134. Le niveau bas et le niveau haut de la succession d'impulsions de synchronisation sur l'électrode 122 sont choisis de façon au'il en résulte les allures de potentiel 135 et 136.

Sur la figure 11sont représentées des allures de potentiel telles qu'on les obtient lorsqu'on choisit pour le niveau bas de la succession d'impulsions de synchronisation des valeurs de tension négatives. La tension continue nécessaire sur les électrodes 121 est alors plus réduite et peut, pour une course réduite de façon correspondante de l'impulsion de synchronisation, atteindre la valeur de tension du substrat. Une faible tension continue et en conséquence, également, un niveau relativement réduit de la succession d'impulsions de synchronisation, sont avantageux pour le dimensionnement de la zone de transmission 50.

Pour un tel choix des valeurs de tension, les flancs des impulsions de synchronisation ne doivent toutefois pas être trop raides. Des temps de montée supérieurs ou bien égaux à 15 ns, tels qu'ils sont courants dans la pratique, sont déjà suffisants. La particularité des allures de potentiel sur la figure 11e est le comportement de la zone de transfert 92. Pour le niveau haut, on a une allure de potentiel 139 et 140 "normale" dans ces cellules de base BCCD. Lors du passage à un niveau bas, le potentiel se modifie dans la zone de mémoire 94 comme d'habitude à la valeur 137. Toutefois, dans la zone de transfert 92, le potentiel a l'interface entre la zone de dopage 68 et le film isolant 68, atteint déjà la valeur du substrat pour une valeur de tension pendant le parcours du flanc d'impulsion. Si l'impulsion de synchronisation continue à baisser, des trous s'écoulent des zones latérales d'arrêt de canal dans la zone 68 et maintiennent ainsi l'interface au potentiel du substrat. Le potentiel dans la zone de transfert ne peut pas s'élever davantage et reste fixé à la valeur 136. Grâce au flanc "oblique" d'impulsion, la charge de signal présente dans la zone de mémoire 94 est déplacée "successivement" par l'intermédiaire de la zone de transfert 91 avec son potentiel fixe 134 dans la zone de mémoire suivante 93. La faible barrière résiduelle entre les potentiels 137 et 138, qui se met en place lorsqu'on atteint le niveau bas, suffit pour un tel "fonction nement en décalage".

Claims (6)

REVENDICATIONS

1.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point, matrice caractérisée en ce que, dans la partie photo-sensitive de la matrice, sont associées à chaque registre vertical, qui revêt la forme d'un registre d deux phases avec les zones de mémoires de transfert correspondantes, deux colonnes de détection positionnées à gauche et à droite de ce registre vertical, les détecteurs étant séparés l'un de l'autre le long de ces colonnes uniquement par d'étroites zones d'arrêt de canal ou barrières de potentiel, tandis qu'entre deux colonnes de détection qui sont associées aux registres verticaux voisins, il est prévu un dispositif anti-flou et qu'en direction verticale il n'y a pas de zones d'arrêt de canal traversantes, cependant que, sur chaque ligne , sont expressément prévus deux détecteurs par registre vertical placés à gauche et à droite de ce registre vertical et qu'à chaque zone de mémoire dans ce registre vertical, est associe un (et seulement un) détecteur déterminé, le détecteur et la zone de mémoire étant séparés par une zone de transmission qui est, de préférence, recouverte par l'électrode contrôlant la zone de mémoire correspondante, et que l'ensemble des zones de mémoires associées aux détecteurs de toutes les lignes paires, sont recouvertes par les électrodes d'un premier plan qui sont raccordées à une première phase de synchronisation, tandis que l'ensemble des zones de mémoires associées aux détecteurs de toutes les lignes impaires sont recouvertes par des électrodes de l'autre plan, et qui sont raccordées à l'autre phase de synchronisation, et aussi bien dans le registre vertical intervenant dans la constitution de base d'un type SCCD à deux phases, l'électrode du premier plan est guidée de façon continue et à peu près en forme de S le long du registre et recouvre alors les zones de mémoires (zones de registres) associées aux détecteurs de toutes les lignes par exemple paires, tandis que l'électrode du second plan qui recouvre les zones de mémoires (zones de registres) (et les zones de transfert) associées aux détecteurs de toutes les lignes par exemple impaires, s'étend pour ainsi dire en forme de bande le long du registre, recouvrant alors totalement ou tout au moins partiellement l'électrode du premier plan, de courtes zones d'arrêt de canal étant alors insérées dans le registre vertical pour orienter le flux de charge, et aussi bien dans le registre verticale d'un CCD à deux phases, à trois plans d'électrodes, aussi bien en direction verticale qu'en direction horizontale, des zones de mémoires qui sont contrôlées par des électrodes de la première et de la deuxième phases de synchronisation, alternent constamment les unes avec les autres, tandis que l'ensemble des zones de transfert qui appartiennent à la cellule de base de la première phase de synchronisation et qui sont donc contrôlées par les électrodes du second plan d'électrodes, sont disposées dans le milieu du registre, et que l'électrode du second plan d'électrodes passe dans le milieu du registre vertical, et par l'intermédiaire de courts " rameaux latéraux" s'étendant alternatIvement vers la gauche et vers la droite, chevauche partiellement les électrodes individuelles du premier plan et établit alors un contact avec celui-ci, tandis que l'électrode du troisième plan s'étend pour ainsi dire en forme de bande le long du registre vertical recouvrant partiellement les électrodes du premier et du second plan, chacune des zones de mémoire étant orientée obliquement, de préférence sous un angle de 450 par rapport à la verticale, et la zone de transport de charge fixée par de courtes zones appropriées d'ar rêt de canal, est d'une cellule de base CCD à l'autre, al- ternativement verticale sur une moitié du registre vers le bas, oblique vers le haut d'une moitié de registre vers l'autre moitié, verticale vers le bas dans l'autre moitié, oblique vers le bas de l'autre moitié vers la première moitié, verticale vers le bas dans cette première moitié, etc..., ou bien les zones de mémoires orientées obliquement dans le registre vertical, de préférence sous un angle de 450 par rapport à la verticale, sont positionnées par rapport aux détecteurs de façon que sur la ligne de contact du registre vertical et de la fente de détection, les limites entre deux étages CCD du registre coïncident à peu près avec la limitation verticale de deux détecteurs, chaque zone de mémoire étant séparée du détecteur sur un côté par la zone de transmission précitée, et étant limitée sur l'autre caté par une zone d'arrêt de canal, l'électrode de la première phase de synchronisation étant guidée de façon continue, tandis qu'elle passe toujours contre la face frontale bloquée pour la transmission de charge de la cellule de base

CCD commandée par la seconde phase de synchronisation, de sorte qu'elle atteint en direction longitudinale du registre vertical, la cellule de base CCD immédiatement voisine de la première phase de synchronisation, et que l'électrode de la seconde phase de synchronisation passe par dessus l'électrode de la première phase de synchronisation et recouvre pour ainsi dire sous forme de bande, presque la totalité du registre vertical.

2.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif anti-flou positionné entre deux colonnes de détection est constitué d'un drain anti-flou et de deux électrodes de transfert qui limitent ce drain, ces deux électrodes de transfert étant structurées à partir d'un plan utilisé pour le registre vertical, de préférence à partir du premier plan, tandis que le drain anti-flou est de préférence un canal volumique avec une couche plate d'arrêt de canal le recouvrant.

3.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point selon la revendication 2, caractérisée en ce que la zone de transmission est une étroite zone semi-conductrice positionnée sur les électrodes de registres, et dans laquelle, en supplément aux dopages déjà existants, est appliquée une zone de dopage du type conductibilité de substrat, la dose de dopage de cette zone étant choisie d'une importance telle qu'elle conserve son type de conductibilité lors de l'application au registre vertical des impulsions de synchronisation de transport, et que lorsqu'une tension (importante) est appliquée pour la lecture des détecteurs aux électrodes correspondantes d'un registre, cette zone de dopage est totalement appauvrie en porteurs de charge majoritaires et le seuil de potentiel entre le détecteur et la cellule de base CCD (cellule de base de registre) est dégradé.

4.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'on utilise de préférence comme détecteurs, des éléments photo-sensibles sans électrodes, qui sont caractérisés par une zone de dopage introduite relativement profondément1 du type de conductibilité opposé à celui du substratjet etune couche plate d'arrêt de canal recouvrant cette zone, la charge engendrée dans le détecteur pendant la phase d'intégration étant mémorisée.

5.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au bord inférieur de la matrice, entre la partie photo-sensible et le registre horizontal de lecture, il est inséré au moins une "ligne vide" , les électrodes utilisées pour le registre vertical étant rassemblées dans la partie de cette "zone vide" pour constituer ce que l'on appelle des structures en peigne.

6.- Matrice CCD avec transfert de colonnes et anti-flou par point selon la revendication 5, caractérisée en ce que les colonnes de détection sont recouvertes de filtres de couleurs, les couleurs verte et bleue ainsi que verte et rouge ou bien blanche et cyan ainsi que blanche et jaune étant alternativement utilisées.