[其他]電荷耦合器件用的半導體器件

無效

• 申請號: 87101951
• 申請日: 1987-03-13
• 公開（公告）號: CN1005938B
• 公開（公告）日: 1989-11-29
• 發明（設計）人: 奈良部忠邦;真城康人
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖京春;肖掬昌

電荷耦合器件用的一種半導體器件包括一個信號輸入部分，一個將輸入信號轉變為載流子并轉移該載流子的電荷轉移裝置，以及一個將載流子轉變為信號的信號輸出部分。這些裝置和部分都配置在一塊半導體襯底上。在被轉移的載流子是電子時，信號輸出部分能將被轉移的載流子轉變為正比于被轉移電子電荷的輸出信號電壓；而在被轉移的載流子是正空穴時，則轉變為反比于被轉移正空穴電荷的輸出信號電壓。

本發明一般涉及電荷耦合器件用的半導體器件。更詳細地說，本發明涉及的半導體器件能將從電荷轉移裝置所轉移的載流子轉換為各信號并輸出這些信號。

電荷耦合器件用的半導體器件（它是本發明的背景技術）一般包括一個信號輸入部分，一個將輸入信號轉變為載流子并轉移該載流子的電荷轉移裝置和一個將載流子轉變為信號的信號輸出部分，這些裝置和部分都是配置在半導體襯底上。

這種半導體器件的輸出部分包括一層連到地的p型硅襯底、一層薄的由n型離子注入制得的n型區和一層由SiO₂制得的絕緣層。該薄的n型層位于p型硅襯底的上表面，而SiO₂絕緣層則在n型層的上表面。在絕緣層的上表面設有一個轉移電極、一個輸出柵電極（OG電極）、一個浮置柵電極（FG電極）和一個預充電柵電極（PG電極），這些電極可以按橫向方向配置。由n型離子注入制得的起n⁺型擴散區作用的預充電漏區（PD）也形成在P型硅襯底的上表面以毗連n型層區域。通過給各有一預定周期和電壓的OG電極和PG電極供應時鐘脈沖φ_OG和φ_PG，被轉移到位于轉移電極下面某一處的n型層區的電子就可以被轉移到位于FG電極下面某一處的n型層區（其周期由時鐘脈沖φ_OG和φ_PG確定），之后再被轉移到PD區。

此外，有一個復位電壓輸入端（要加到FG電極的復位電壓就是由此輸入）被連到場效應晶體管（FET）的漏電極。FET的源極被連到FG電極，而FET的柵電極則被連到復位脈沖φ_FG1加到其上的復位脈沖輸入端。當加到復位脈沖輸入端的復位脈沖φ_FG1是高電平時，FET被導通并施加復位電壓V_RS給FG電極，以便給FG電極復位。

而且，FG電極通過一緩沖器連到輸出端，以便該輸出端可以獲得根據FG電極的電壓變化的輸出信號。

在這種類型的半導體器件中，被轉移的電子在由時鐘脈沖φ_OG和φ_PG所確定的時間里在FG電極下面某一處的n型層區中積累，之后，該電子被在時鐘脈沖之間被轉移到PD區。根據本器件，當電子被轉移到PD區時，復位脈沖φ_FG1可以變為高電平。當復位脈沖φ_FG1是高電平時，FET導通，并施加復位電壓V_RS給電極FG，以便給FG電極復位。另一方面，當電子被轉移至FG電極下面某一處的n型層區時，復位脈沖φ_FG可變為低電平，使FET截止而不對FG電極施加復位電壓V_RS，以便借助緩沖器為輸出端提供由電子產生的FG電極的電壓變化，這個電壓變化用作輸出信號。

在這種類型的半導體器件中，當電子由FG電極下面某一處的n型層區被轉移至PD區時，加到FG電極的電壓V_FG基本上等于復位電壓V_RS，而在電子被轉移時，復位電壓V_RS并不加至FG電極。因此，加至FG電極的電壓反比于按復位電壓V_RS的被轉移電子的電荷，即被轉移的電子數越大，加至FG電極的電壓V_FG就越低。

然而，根據本發明的這種器件，為要得到響應電壓時正比于被轉移電子電荷的輸出信號，需要將一個倒相器連接到輸出端。

在這種半導體器件中，可用n型硅襯底代替P型硅襯底，同時正空穴可用來作為被轉移的電荷。此時，可以得到能響應電壓時正比于正空穴電荷的輸出信號。但為了要得到響應電壓時反比于正空穴電荷的輸出信號，也需要將一個倒相器連接到輸出端。

因此，本發明的一個主要目的就是要消除上述的缺點，并提供一種在其中不需要用倒相器的半導體器件。