Brevet FR2037047A1 — publié le 19701231

L'invention concerne des procédés et des dispositifs qui mémorisent ou emmagasinent l'information en vue de sa restitution optique ultérieure. Plus précisément, l'invention concerne des procédés et des dispositifs qui détectent et intégrant un flux 5 de rayonnement électromagnétique, emmagasinant la valeur intégrée et sont capables d'une restitution optique. L'importance des dispositifs de mémorisation de l'information et de la lecture optique, tant à long terme qu'à titre transitoire, est bien connue, notamment des spécialistes de l'imfor-10 matique* Une attention particulière est accordée aux dispositifs de détection et de mémorisation des images qui sont largement utilisés, par exemple dans des systèmes calculateurs à lecture optique. Les dispositifs utilisés dans de tels systèmes mémorisent temporairement l'image puis, à tin instant choisi, restituent 15 optiquement l'information emmagasinée, par exemple sous forme d'image reconstituée. Les exigences incessantes concernant des dispositifs de détection et de mémorisation à haute fiabilité et de dimensions réduites ont amené les chercheurs à mettre au point des disposi-20 tifs formateurs d'image à état solide. En conséquence du développement croissant du domaine des semiconducteurs, de nombreux modèles différents de dispositifs formateurs d'image à état solide ont été élaborés. Hais beaucoup de ces dispositifs sont limités aux applica-25 tions de formation d'image par spot unique, du fait des multiples trajets de diaphonie par photoconduction entre les différents éléments constituant le dispositif. Une autre limitation réside dans l'inaptitude de nombreux dispositifs formateurs d' image à fonctionner dans un mode d'intégration de la lumière", 30 c'est-à-dire que le dispositif fonctionne de manière à ne fournir une image que de ce qu'il "voit*' à l'instant où il est interrogé, ce qui s'oppose à son fonctionnement, même à titre de dispositif de mémorisation transitoire. Les dispositifs qui utilisent des photodiodes p-n nécessitent ordinairement tin balayage 35 du faisceau électronique pour la "lecture" (restitution) de 1' image emmagasinée. Les tentatives qui ont été faites pour surmonter ces limitations ont abouti à des dispositifs compliqués ce qui va à 1'encontre de la demande de dispositifs simples et fiables de détection et de mémorisation des images. 40 En bref, le procédé de l'invention fait appel à une struc- 70 02111 2 2037047 ture conducteur-isolant-semi-conducteur (CIS) à titre de condensateur pour emmagasiner ou stocker l'information. La structure CIS est chargée à une tension prédéterminée qui influe sur la structure de bandes du semi-conductèur à sa surface, ce qui don-5 ne naissance à une région d'appauvrissement dans le semi-conducteur au-dessous du conducteur. L'aptitude de la substance semi-conductrice à engendrer des porteurs minoritaires est limitée, ce qui conserve l'état de non équilibre amorcé par la phase de charge. La phase de stockage de l'information est atteinte par 10 la production de porteurs minoritaires à l'intérieur du semiconducteur, en réponse contrôlée à l'information d'entrée, la-■ quelle peut être sous la forme d'un rayonnement électromagnétique ayant une énergie au moins aussi grande que l'intervalle entre bandes du semi-conducteur et frappant la structure CIS. Le 15 nombre de porteurs minoritaires engendré est proportionnel à la quantité de flux de rayonnement électromagnétique intégré* Le champ électrique à l'intérieur de la région d'appauvrissement a pour effet que les porteurs minoritaires engendrés sont entraînés et emmagasinés à la surface du serai-conducteur au-dessous 20 du conducteur, avec une faible perte. La tension est alors inversée, ce qui-a pour effet de changer le sens du champ électrique et d'injecter les porteurs pinoritaires,emmagasinés, dans la masse du semi-conducteur. Un rayonnement électromagnétique est émis en une quantité qui est proportionnelle au nombre de por-25 teurs minoritaires engendrés et emmagasinés et, par conséquent, proportionnelle au flux intégré de rayonnement électromagnétique incident. Selon un mode d'exécution de l'invention, un dispositif CIS est constitué par une matière semit-conductrice dont on limi-30 te l'aptitude à produire des porteurs minoritaires par effet tunnel et,génération thermique. Dans cette forme d'exécution, on utilise une matière conductrice et un isolant.qui sont pratiquement transparents au rayonnement électromagnétique ayant des énergies correspondant à l'intervalle entre bandes. Une couche 35 mince de la matière isolante sépare le conducteur et le semiconducteur. Lorsque la structure CIS est chargée à une tension prédéterminée et est exposée à un rayonnement à énergies correspondant à l'intervalle entre bandes qui traverse les couches conductrice et isolante pratiquement transparentes, des porteurs minoritaires engendrés dans la masse du semi-conducteur dans la 40 70 02111 3 2037047 région d'appauvrissement ou à proximité de celle-ci, migrent vers l'interface isolant-semi-conducteur. Une inversion de la tension change le sens du champ électrique, ce qui a pour effet d'injecter les porteurs minoritaires dans le semi-conducteur et 5 de provoquer l'émission d'un rayonnement électromagnétique. Comme indiqué ci-dessus, la quantité du rayonnement émis est proportionnelle au flux intégré du rayonnement électromagnétique correspondant à l'intervalle entre bandes. On pourra mieux comprendre l'invention elle-même, ainsi 10 que d'autres buts et avantages qui s'y rapportent, en se référant à la description détaillée ci-après, considérée en liaison avec les dessins annexés. La fig. 1 représente, en coupe transversale, un dispositif conducteur-isolant-semi-conducteur selon une première forme 15 d'exécution de l'invention. A Les fig. 2a à 2e illustrent la structure de bandes d'un conducteur-isolant-semi-conducteur au cours d'une séquence d'ac-tivation selon l'invention. La fig. 3 est une vue en coupe verticale d'une deuxième 20 forme d'exécution de 1'invention. La fig. 4 illustre , en une vue en coupe verticale, une troisième forme d'exécution de l'invention. La fig. 5 est encore une vue en coupe verticale d'une quatrième forme d'exécution de l'invention. 25 La fig. 6 illustre , toujours en coupe verticale, une cin quième forme d'exécution de l'invention. XI a récemment été découvert que des dispositifs conduc-teur-isolant-semi-conducteur (CIS) pouvaient être utilisés en tant que condensateur pour injecter des porteurs minoritaires 30 dans la masse du semi-conducteur, ce qui permet d'éliminer.lorsqu'on le désire, la nécessité d'une jonction p-n ou d'.un contact d'injection. Par exemple, lorsque la substance semi-conductrice est du type p et que la plaque métallique ou conductrice est soumise à une polarisation fortemept positive par rapport au 35 semi-conducteur, la structure de bandes du semi-conducteur est modifiée, une région d'appauvrissement étant formée dans la zone du semi-conducteur sous-jacente au conducteur. Des" porteurs minoritaires commencent à s'accumuler à 1 * interface isolant-semi-conducteur, par effet tunnel appliquant la mécanique quan-40 tique (lorsque la concentration de dopage des centres d'impure 70 02111 4 2037047 té ionisés est grande et que le champ électrique est intense). Lorsque la tension est inversée, le champ électrique dans le semi-conducteur, également inversé, entraîne les porteurs minoritaires dans la masse du semi-conducteur. Si l'on utilise une 5 matière semi-conductrice telle que le GaAs, un composé IXI-V ayant un "intervalle d'énergies direct", on peut observer une électro-luminescence due au rayonnement émis lors du processus de recombinaison qui s'ensuit. En général, une matière semi-conductrice ayant un intervalle d'énergies direct peut être dé-10 finie comme une matière qui permet une recombinaison des porteurs minoritaires sans la nécessité de la production ou de 1' absorption d'un phonon lors du processus de recombinaison. Or, il a été découvert que, peu: le choix correct d'une matière semi-conductrice employée dans un condensateur CIS (et lors 15 de son fonctionnement), il était possible d'engendrer de façon contrôlable des porteurs minoritaires dans la matière semi-conductrice et, par conséquent, d'utiliser le condensateur CIS comme dispositif pour mémoriser l'information et restituer optiquement celle-ci. 20 La fig. 1 illustre la structure d'un exemple de dispositif CIS 10, qui 'peut être utilisé selon ce qui est indiqué ci-dessus. Comme on peut le voir sur la fig. 1, une couche d'isolant 12 est formée sur un substrat 11 de matière semi-conductrice de type p. Une plaque conductrice 13 est déposée sur la couche d' 25 isolant 12. On a représenté un rayon électromagnétique 14 qui pénètre dans la plaque conductrice 13 et dans la couche isolante 12. Un contact 15, représenté, en traits interrompus, est appliqué contre le substrat 11. Le rayon 14 et le contact d'injection 15 illustrent différentes techniques par lesquelles des 30 porteurs minoritaires peuvent être produits. Bien que le contact d'injection 15 soit représenté sous la forme d'un contact ponctuel, on pourrait au besoin utiliser un contact à jonction p-n. La fig. 2a représente la structure de bandes d'un disposi-35 tif CIS avant que le conducteur ne soit polarisé. Les lignes 16 et 17 indiquent respectivement les bords des bandes de conduction et de valence. La ligne 18 représente le niveau de Fermi du semi-conducteur, lequel est plus voisin de la bande de valence du fait que le semi-conducteur ici utilisé à des fins d'il-40 lustration est du type p. Il est évident que le champ électrique 70 02111 5 2037047 résultant à proximité de 1*interface semi-conducteur-isolant est nul. Lorsqu'une tension VQ est délivrée, donnant lieu à une polarisation positive de la plaque conductrice 13, comme indi-5 qué sur la fig. 2b, une région d'appauvrissement 19 se ferme dans le substrat 11 au-dessous de la plaque conductrice 13. Initialement, toute la charge requise par la tension de charge extérieure est fournie par les centres d'impureté ionisés dans une région (région d'appauvrissement 19) voisine de la surface, qui a "été 10 vidée de porteurs majoritaires (trous électropositifs). En 1'absence de porteurs minoritaires, la région d'appauvrissement 19 continue à s'étendre dans la masse du semi-conducteur au fur et à mesure que la tension de polarisation s'élève, mène après le passage du bord de bande 16- au-dessous du niveau 15 de' Fermi 18. C'est ce qu'illustre la fig. 2c où la tension de polarisation est V^. La surface du semi-conducteur au-dessous de la plaque conductrice 13 est maintenant à l'état de non équilibre. Là largeur de la région d'appauvrissement 19 varie en raison inverse 20 de la puissance 1/2 de la concentration de centres d'impureté. Les porteurs minoritaires,qui peuvent être engendrés dans la région d'appauvrissement ou à proximité de celle-ci,sont balayés vers la surface du semi-conducteur par le champ électromagnétique à l'intérieur de la région d'appauvrissement. En général, 25 la source de porteurs minoritaires est le nombre d'équilibre qui existe dans le semi-conducteur du fait des processus normaux de génération thermique-recombinaison. Par. exemple, là génération de porteurs minoritaires à la température ambiante dans le 6 3 sulfure de cadmium est de l'ordre de 10 porteurs/cm -s. Or, il 30 a été découvert qu'en rendant suffisamment courte la région d'. appauvrissement 19, le débit d'arrivée dès porteurs minoritaires à la surface du substrat semi-conducteur 11 était réduit à un débit nominal. En utilisant encore le CdS à titre d'exemple et 12 2 en notant qu'il faut environ 10 pharges par cm pour inverser 35 le semi-conducteur, il-a été constaté qu'un intervalle de temps 10 de l'ordre de 10 -s était nécessaire avant qu'un équilibre par génération thermique dans la masse puisse être atteint lorsque —4 la profondeur de la région d'appauvrissement est de 10 cm environ. En choisissant la concentration correcte de centres d'impu-40 reté, on peut obtenir une profondeur effective de la région d'' 70 02111 6 2037047 appauvrissement qui s'oppose à un débit important d*arrivée de porteurs minoritaires engendrés thermiquement à la surface du substrat semi-conducteur 11. Lorsqu'on utilise un semi-conducteur tel que InSb ayant un intervalle entre bandes plus étroit, 5 la génération thermique de porteurs à la température ambiante est excessive, même pour les profondeurs les plus réduites de la région d'appauvrissement. Les dispositifs fabriqués à partir de telles matières semi-conductrices doivent être refroidis au-dessous de la température ambiante pour fonctionner correc-' 10 tement. Avec xme concentration suffisamment élevée de centres d'impureté, on obtient des longueurs de région d*appauvrissement très réduites. Dans ce cas, les champs électriques dans la région d'appauvrissement sont suffisamment élevés pour que les 15 porteurs minoritaires puissent atteindre la surface du semiconducteur 11 au-dessous de la plaque conductrice 13 par effet tunnel (phénomène de mécanique quantique). Par exemple, sur la fig. 2c, des électrons peuvent pénétrer par effet tunnel à partir de la bande de valence 17, à travers l'intervalle d'énergie 20 interdit, dans la région appauvrie étroite, et la bande de con- ' duction 16 dans les régions superficielles inversées. En choisissant une concentration inférieure à un niveau qui varie pour différentes matières semi—conductrices, l'effet tunnel peut être réduit. Ce niveau de concentration varie avec le type de matiè-25 re semi-conductrice choisi . En utilisant par exemple le CdS, il a été constaté qu'une concentration en centres d*impureté de 17 3 10 /cm est suffisamment faible pour limiter l'effet tunnel. En général,, la concentration d'impuretés nécessaire varie avec le type de semi-conducteur qui est choisi. On évitera des 30 profondeurs de région d'appauvrissement inférieures à plusieurs centaines d'angstroms, en fixant ainsi une limite inférieure approximative aux profondeurs d'appauvrissement. Il est également important qu'aucune autre source de porteurs minoritaires ne soit présente. La région du semiconducteur 35 au-dessous de la plaqué conductrice 13 ne doit pas être en contact électrique avec une région de type de conductivité opposé, par exemple une région diffusée de type n lorsque le semiconducteur est de type p. Par ailleurs, il est important que les zones superficielles du semi-conducteur qui s'étendent la-40 téralement à partir du dispositif condensateur (cf. fig. 1) ne 70 02111 7 2037047 soient pas inversées. En général, on y parvient en évitant 1' introduction d'une charge positive nette dans la couche d'isolant. La génération thermique superficielle de porteurs minoritaires est également réduite en maintenant le potentiel de 5 surface nettement au-dessous du potentiel inversé. Etant donné que, comme on l'a montré ci-dessus, l'aptitude du substrat semi-conducteur 11 à produire des porteurs minoritaires est nettement réduite ou limitée, on dispose maintenant de moyens par lesquels l'information peut être emmagasinée. Plus 10 , explicitement avec référence à la fig. 2d, des porteurs minoritaires peuvent être engendrés sous contrôle ou introduits extérieurement, par exemple par un rayonnement électromagnétique, comme on 1'a indiqué par le rayon électromagnétique 14. Un rayonnement électromagnétique ayant des longueurs d'onde plus courtes 15 que ce qui correspond en énergie h. la largeur de l'intervalle entre bandes du semi-conducteur sera absorbé par ce dernier. Des paires "électron-trou" telles que la paire 20 sont alors engendrées. Lorsque le porteur minoritaire est formé dans la région d'appauvrissement ou à proximité de Celle-ci, il est balayé vers 20 la surface du substrat 11 et y est emmagasiné. Ainsi, le nombre de porteurs minoritaires qui atteignent la surface est proportionnel au flux électromagnétique intégré qui frappe le substrat 11 après que la plaque conductrice 13 a été chargée* La fig. 2e correspond à l'état final de la séquence opéra-25 toire lorsque la polarisation sur la couche conductrice 13 est inversée. Le sens du champ électrique est inversé, ce qui a pour effet de diriger ou d'injecter les porteurs minoritaires accumulés dans le substrat semi-conducteur. Les porteurs minoritaires se recombinent £vec les porteurs majoritaires et une impulsion 30 de rayonnement électromagnétique 21 est émise pendant le processus de recombinaison. Le rayonnement émis 21 a une intensité proportionnelle au flux électromagnétique intégré d'entrée. Le CIS restitue l'information qui y est emmagasinée, cette restitution ou lecture étant une indicatipn ou une mesure de la quanti-35 té intégrée de flux incident sur le semi-conducteur. Comme on l'a indiqué précédemment, il est important, pour obtenir des rendements élevés, que le semi-conducteur soit un "semi-conducteur à intervalle entre bandes direct, par exemple GaAs, InSb, CdS, CdTe et GaAsx pour x >0,7. Mais, lorsqu'il n'y a pas 40 nécessité de rendements élevés, on peut employer une matière 70 02111 8 2037047 semi-conductrice telle que le phosphure de gallium. Les fig. 2a-2e, et notamment la fig. 2d n'illustrent qu'une technique par laquelle des porteurs minoritaires peuvent être produits. Comme on l*a déjà indiqué, la fig. 1 illustre aussi 5 l'utilisation d'un contact d'injection 15 qui peut être un contact ponctuel et une jonction p-n pour produire les porteurs. Le contact peut, être utilisé pour injecter un nombre voulu de porteurs minoritaires à des fins de mémorisation. La mesure du rayonnement électromagnétique émis à la suite de la polarisation 10 inverse de la plaque conductrice 13 est une mesure du nombre de porteurs minoritaires injectés dans le semi-conducteur et emmagasinés à la surface au-dessous du conducteur et, par conséquent, constitue une lecture optique de l'information emmagasinée. Les fig. 1 et 2 montrent également que le rayonnement 15 électromagnétique incident traverse la plaque conductrice 13 et la couche isolante 12. Grâce à un tel mode de pénétration, le substrat 11 peut être fabriqué avec toute épaisseur voulue, ce qui facilite la fabrication des dispositifs CIS. La plaque conductrice 13 peut être une plaque d'un métal déposé tel que le 20 molybdène, ayant par exemple une épaisseur de 200 A environ, partiellement transparente au rayonnement dans le visible et les longueurs d'onde supérieures. Toutefois, le choix de la matière dépend principde ment de la longueur d'onde de la lumière incidente choisie et de la sensibilité du semi-conducteur* Il est d'au-25 La couche isolante 12 est choisie pour les raisons essentiellement indiquées ci-dessus, mais elle peut être opportuné-30 ment une touche de SiO^ ayant une épaisseur de 1000 A environ. Dans d'autres circonstances, il peut être souhaitable que le rayonnement électromagnétique incident pénètre dans le substrat semi-conducteur par la face principale située du côté opposé à la structure CIS. Dans ce cas, l'épaisseur du substrat est nécessai-35 rement limitée, étant donné que les paires "électron, -trou" doivent être formées suffisamment près de la région d'appauvrissement pour que les porteurs minoritaires puissent atteindre la surface au-dessus .de la région d'appauvrissement. Il s'ensuit que,dans ce cas; il n'est pas nécessaire de prévoir des conduc— 40 teurs et des isolants transparents. Par exemple, une couche de 70 02111 2037047 molybdène de 5000 Â d'épaisseur peut être utilisée pour le conducteur. On comprendra aisément que le semi-conducteur particulier qui est utilisé détermine dans une large.mesure la longueur d'on-5 de et la quantité du rayonnement électromagnétique émis. Par exemple, à 77°K, le rayonnement d'émission de pointe du CdS, compo- O sé II-VÏ, a une longueur d'onde de 4950 A environ, qui est en harmonie avec l'énergie de l'intervalle entre bandes. En utilisant d'autres composés IX-VI tels que CdSe, qui ont un rendement 10 élevé en ce qui concerne la production de lumière, on peut obtenir des longueurs d'onde d'émission différentes. Des longueurs d'onde également différentes peuvent être obtenues en utilisant des composés IIX-V tels que GaAs ou InSb par exemple. Par le choix de différents types d'impuretés et l'introduc-15 tion de celles-ci dans le semi-conducteur, il est possible de produire un rayonnement électromagnétique émis dont l'énergie photonique est différente des énergies de l'intervalle entre bandes. En bref, les centres d'impureté ionisés participent au processus de recombinaison à des degrés variables, dépendant lar-20 gement de la caractéristique de charge du centre. Ainsi, on peut par exemple utiliser, dans des composés -II—VI,une impureté de cuivre qui donne lieu à un rayonnement ayant des longueurs d'on-. de différentes de celles des mêmes composés lorsqu'on utilise l'argent comme impureté. 25 Sur les fig. 2a-2e, le substrat semi-conducteur 11 est un semi-conducteur de type p. Dans d'autres circonstances, il peut être préférable d'utiliser un semi-conducteur de type n. Dans ce cas, la plaque conductrice 13 est polarisée négativement et les porteurs minoritaires fournis au semi-conducteur sont des trous 30 électropositifs. Après un intervalle de temps approprié, le conducteur .est polarisé en sens inverse et le processus de recombinaison avec émission simultanée se produit comme précédemment. La fig. 3 illustre, en une coupe verticale, une autre forme . d'exécution de l'invention dans laquelle une plaque de condensa-35 teur auxiliaire à l'intérieur de la couche isolante limite la formation de la région inversée à des zones sélectionnées du subs trat semi-conducteur lorsque la plaque conductrice est polarisée. Comme on peut le voir, l'une des surfaces principales d'un substrat semi-conducteur 23 est recouverte par une couche iso-40 lante 24. Une plaque conductrice 25 recouvre une partie de la 7,0 02111 10 2037047 surface de la couche Isolante 24* La couche isolante 24 comme la plaque conductrice 25 sont pratiquement transparentes au rayonnement électromagnétique correspondant aux énergies d'intervalle entre bandes du substrat semi-conducteur 23* Un condensateur 5 auxiliaire 26, qui peut avoir par exemple une forme annulaire, est disposé parallèlement à la surface principale du substrat semi-conducteur 23 à l'intérieur de la couche isolante 24* Il est toutefois bien entendu que d'autres formes pourraient être utilisées à volonté. 10 En service le condensateur auxiliaire 26 est maintenu à un potentiel fixe de telle sorte que, quand la plaque conductrice 25 est polarisée, une région d'appauvrissement 27 soit formée à l'intérieur d'une région superficielle du substrat semi-conduc-teur 23 située au-dessous de la plaque conductrice 25 et sensi-15 blement dans l'alignement des limites définies par le diamètre intérieur du côndensateur auxiliaire 26. Le condensateur auxiliaire a donc pour rôle de délimiter avec précision la région inversée et de s'opposer par ailleurs à une extension latérale indésirable des régions inversées dans des zones superficielles .20 voisines du substrat semi-conducteur 23. Pour un fonctionnement sous tensiqn réduite, l'épaisseur de la couche isolante 24 peut être réduite sensiblement à l'intérieur de la région limitée par les bords dirigés vers l'intérieur du condensateur auxiliaire 26. 25 La fig. 4 illustre, en coupe verticale, une autre forme d'exécution de l'invention qui limite la région inversée à une zone sélectionnée à l'intérieur d'un substrat semi—conducteur. De même que dans la forme d'exécution de la fig. 3, une couche isolante 29 recouvre l'une des surfaces principales d'un substrat 30 semi-conducteur 28. Une partie de la couche isolante 29 est éliminée à l'acide ou par un autre procédé, ce qui laisse une zone d'épaisseur réduite entourée par une zone de plus grande épaisseur. Une plaque conductrice 30 recouvre la surface de la zone d'épaisseur réduite de la couche isolante 29 et déborde sur la 35 surface de la zone limitrophe d'épaisseur plus grande* De même que dans la forme d'exécution de la fig. 3, la couche isolante 29 et la plaque conductrice 30 sont toutes deux pratiquement transparentes au rayonnement électromagnétique dont 1' énergie est comparable aux. énergies d*intervalle entre bandes du 40 substrat semi-conducteur 28. 70 02111 11 2037047 Lorsque la plaque conductrice 30 est polarisée» une région inversée 31 se forme à 1*intérieur du substrat semiconducteur 28 au-dessous de la plaque conductrice 30, sensiblement dans l'alignement de la zone définie par la région d'épaisseur rédui-5 te de la couche isolante 29. Les régions qui s'étendent latéralement vers l'extérieur à partir de la région inversée ne sont pratiquément pas affectées, car la plus grande épaisseur de la couche isolante 29 se traduit par un champ électrique plus faible entre le prolongement sus-jacent de la plaque conductrice 30 10 et la partie sous-jacente du substrat semi-conducteur 28. L'épaisseur nécessaire de la couche isolante 29 dépend dans une large mesure de la grandeur du champ électrique à travers la couche isolante 29. Cette forme de couche isolante 29 a donc pour effet de délimiter la région inversée et s'oppose par ailleurs 15 à une extension latérale indésirable de la région inversée 31 a dans la région superficielle voisine du substrat semi-conducteur 28. La fig. 5 est une vue en coupe verticale d'une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle, par exemple, une image 20 optique incidente peut être emmagasinée, puis restituée ultérieurement. Sur la fig. 5, l'une des faces d'un substrat semiconducteur 35 est recouverte par une couche isolante 36. Plusieurs plaques de condensateur auxiliaire 37 étroitement serrées sont placées à l'intérieur de la couche isolante 36. Une couche 25 conductrice 38 recouvre la couche isolante. De même que précédemment, la couche isolante 36 et la couche conductrice 38 peuvent être l'une et l'autre pratiquement transparentes au rayonnement électromagnétique ayant une énergie comparable aux énergies d'intervalle entre Mandes du substrat semi-conducteur 35. Il est 30 commode de former et d'interconnecter les plaques 37 en évidant un film unique. Les plaques de condensateur auxiliaire 37 sont maintenues à un potentiel fixe de telle sorte que, quand la couche conductrice 38 est polarisée, des régions d'appauvrissement 39 soient 35 formées dans les zones.superficielles du substrat semi-conducteur 35 éloignées latéralement des zones superficielles qui sont situées au-dessous des plaques de condensateur auxiliaire 37. Ainsi, les plaques de condensateur auxiliaire 37 ont pour rôle d' empêcher qu'une inversion de surface indésirable se produise au 40 niveau des zones superficielles du substrat semi-conducteur si 70 02111 12 2037047 tuées au-dessous de ces plaques de condensateur auxiliaire 37, et de diviser effectivement le dispositif de mémorisation en plusieurs condensateurs CIS distincts à l'intérieur des ouvertures délimitées par la couche conductrice 38. 5 Lorsque la couche conductrice 38 est polarisée en sens inverse comme précédemment, les porteurs minoritaires emmagasinés, qui sont par exemple engendrés par tin rayonnement électromagnétique incident sur le substrat semi-conducteur 35, sont balayés dans la masse du substrat semi-conducteur 35 et se re-10 combinent avec les porteurs de charge opposée. Le rayonnement électromagnétique émis lors du processus de recombinaison et dont la quantité est proportionnelle au flux intégré de lumière incidente reconstitue l'image composée qui avait frappé le dispositif de mémorisation. 15 Les plaques de condensateur auxiliaire 37 peuvent être pla cées selon toute configuration voulue pour délimiter les éléments CIS. La densité des- éléments CIS, qui dépend en partie de la position des plaques de condensateur auxiliaire, peut être de 1* g 2 ordre de 10 /cm environ. 20 La fig* 6 illustre; en une. coupe verticale, une autre formé d'exécution encore de l'invention, dans laquelle par exemple une image optique incidente peut être emmagasinée, puis restituée ultérieurement. Comme, précédemment, l'une des surfaces d'un substrat semi-conducteur 40 est recouverte par une couche d'isolant-25 41 qui présente une configuration de dépressions 42 et qui est à son tour recouverte par une couche conductrice. Dans les formes d'exécution qui ont été décrites en détail, le semi-conducteur peut être utilisé comme support ou base. Mais selon un autre mode de réalisation, un substrat en une quelcon-30 que matière appropriée, telle que le verre, peut être utilisé pour constituer un support pour la matière semi-conductrice. La configuration des dépressions 42 est formée dans la couche isolante 41 de façon à donner à celle-ci une moindre épaisseur au niveau du fond de ces dépressions 42 et à rendre- prati-35 quement parallèles les surfaces supérieures et inférieures de cette couche. La configuration des dépressions 42 peut être opportunément agencée en une configuration de coordonnées X-Y ou selon toute disposition voulue. Une couche conductrice 43, par exemple un fil métallique , d'épaisseur pratiquement uniforme, est 4o formée sur la couche isolante 41, ce qui donne lieu à une multi 70 02111 13 2037047 plicité de dispositifs CIS séparés au niveau des coordonnées des dépressions 42 qui ont une couche conductrice 43 en commun. Lorsque la couche conductrice 43 est chargée à une tension prédéterminée, chaque condensateur CIS présente une couche d'appau-5 vrissement 44 formée dans le substrat semi-conducteur au-dessous de chaque dépression 42. Du fait de l'épaisseur de la couche isolante 41 sur toute l'étendue des zones latérales voisines du substrat semi-conducteur 40, aucune couche d'inversion ne s'y forme. Les dimensions choisies pour l'épaisseur de la couche lo isolante 41 dépendent pour une large part de l'intensité du champ électrique nécessaire pour balayer les porteurs minoritaires vers la surface du substrat semi-conducteur 40. Par exemple, lorsqu'on utilise du sulfure de cadmium, une épaisseur de 1000 A est suffisante. En utilisant un rayonnement électromagnétique, par exem-M5 pie sous la forme d'une image optique, ou d'autres moyens pour engendrer sous contrôle des porteurs minoritaires dans le substrat semi-conducteur 40 à proximité des régions d'appauvrissement 44, on peut utiliser simultanément la série complète de condensateurs CIS pour emmagasiner l'information. En cas de rayon-20 nement électromagnétique incident et lorsque la polarité de la couche conductrice 43 est inversée, chaque condensateur CIS émet un rayonnement électromagnétique dont la quantité est proportionnelle au flux intégré de rayonnement électromagnétique incident. 25 Dans d'autres cas, les formes d'exécution des fig. 5 et6 peuvent être utilisées l'une et l'autre pour former des caractères alphanumériques en introduisant des porteurs minoritaires dans des éléments CIS sélectionnés des séries, soit par un rayonnement incident^ soit par injection des porteurs minoritaires , 30 au moyen par exemple de contacts ponctuels ou à jonction p-n. . Dans ce cas, il ne sera pas nécessaire de prévoir des.couches conductrice et isolante pratiquement transparentes. Comme il va de soi et comme II résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, 1'invention ne se limite nullement à celui de 35 ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 70 02111 14 2037047 REVENDICATIONS 1. Dispositif de mémorisation et de restitution optique de l'information, constitué par une matière semiconductrice d'un type donné de conductivité avec, une couche isolante déposée 5 sur une surface de cette matière semi-conductrice, caractérisé par le fait qu'une plaque conductrice est déposée sur la couche isolante, cette plaque étant apte à être polarisée pour provoquer la formation d'une région d'appauvrissement et d'un champ électrique dans la matière semi-conductrice au-dess&us de cette 10 plaque conductrice, la matière semi-conductrice ayant une concentration en centres d'impureté inférieure à un niveau permettant le passage par effet tunnel d'une quantité notable de porteurs minoritaires vers ladite surface au-dessous de la plaque conductrice, et par le fait qu'il comprend des moyens pour en- 15 gendrer dans la matière semiconductrice des porteurs minoritaires qui sont balayés, pour y être emmagasinés, vers ladite surface de la matière semiconductrice au-dessous de la plaque conductrice par le champ électrique dans la région d'appauvrissement, et des moyens pour polariser en sens inverse la plaque 20 conductrice afin d'amener le maitériau semi-conducteur à émettre un rayonnement électromagnétique en une quantité proportionnelle au nombre de porteurs minoritaires emmagasinés au niveau de ladite surface de la matière semiconductrice au-dessous de la plaque conductrice. 25 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière semi-conductrice présente un intervalle direct entre bandes. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière semi-conductrice est du sulfure de cadmium, du 30 séléniure' de cadmium ou du tellurure de cadmium ou leurs mélanges. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la.couche conductrice et la couche isolante sont pratiquement transparentes au rayonnement électromagnétique dont 35 les énergies photoniques sont au moins aussi grandes que l'intervalle entre bandes de la matière, semi-conductrice. 5. Dispositif selon la-revendication 4, caractérisé par le fait que la couche isolante comporte une zone de faible épaisseur entourée par une zone de plus grande épaisseur, la plaque conduc- 40 trice étant déposée sur la zone de faible épaisseur, une région 70 02111 15 037047 d•appauvrissement se formant dans la matière serai-conductrice au-dessous de la zone de faible épaisseur lorsque la plaque conductrice est polarisée et la zone de plus grande épaisseur ayant une épaisseur suffisante pour empêcher la formation d'une région 5 d'appauvrissement dans la matière semi-conductrice au-dessous de cette zone de plus grande épaisseur lorsque la plaque conductrice est polarisée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en outre par une plaque de condensateur placée à 10 l'intérieur de la couche isolante et destinée à être maintenue à un potentiel fixe, cette plaque de condensateur s'opposant à la formation d'une région d'appauvrissement dans le matériau semiconducteur au-dessous d'elle lorsque la plaque conductrice est polarisée. 15 7. Dispositif selon la revendication 6» caractérisé par le fait que ladite plaque de condensateur est une plaque de condensateur annulaire etjque la plaque conductrice est déposée sur la surface de la couche isolante au-dessus de la plaque de condensateur annulaire de sorte qu'une région d'appauvris sement soit formée 20 dans la matière semi-conductrice essentiellement dans l'alignement du diamètre intérieur de la plaque de condensateur annulaire lorsque la plaque conductrice est polarisée. Ô. Appareil de mémorisation et de restitution optique, caractérisé par un grand nombre de dispositifs de mémorisation selon 25 l'une quelconque des revendications 1 à 7, ces dispositifs étant espacés les uns des autres et disposés suivant une configuration prédéterminée, chacun d'entre eux étant constitué par une matière semi-conductrice séparée d'une plaque conductrice par une faible épaisseur de màtière isolante, chacune des plaques conductrices 30 étant susceptible d'être polarisée par rapport à la matière semi-conductrice pour provoquer la formation d'une région d'appauvrissement et d'un champ électrique dans la matière semi-conductrice, la matière semi-conductrice ayant une concentration en centres d'impureté qui est inférieure à un niveau permettant un passage 35 par effet tunnel d'une quantité notable de porteurs minoritaires vers la surface de la matière semiconductrice au-dessous de la plaque conductrice, et par le fait qu'il comprend"des moyens pour engendrer des porteurs minoritaires dans la matière semi-conductrice de chacun dès dispositifs de mémorisation, porteurs 40 qui sont balayés, pour y être emmagasinés, vers ladite surface de 70 02111 16 2037047 la matière serai-conductrice au-dessous de la plaque conductrice par le champ électromagnétique dans la région d'appauvrissement, et des moyens pour polariser en sens inverse les plaques conductrices pour amener la matière semi-conductrice de chacun des dis-5 positifs de mémorisation à émettre un rayonnement électromagnétique en une quantité proportionnelle au nombre de porteurs minoritaires qui sont balayés, aux fins d'emmagasinage, vers ladite surface de la matière semi-conductrice dans chaque dispositif dè mémorisation. 10 9. Appareil selon la revendication 8,. caractérisé par le fait que la matière isolante de chaque dispositif de mémorisation . comprend une partie de faible épaisseur d'une couche isolante sur une surface de la matière semi-conductrice, la plaque conductrice de chaque dispositif de mémorisation étant constituée par 15 une partie d'une couche conductrice d'épaisseur sensiblement uniforme, sur la couche isolante et les parties de faible épaisseur de la couche isolante étant séparées les unes des autres par des parties de la couche isolante ayant une plus grande épaisseur, de telle sorte qu'il ne soit formé dans la matière semi-conductrice 20 des réglons d'appauvrissement qu'au-dessous des parties de faible épaisseur de la couche isolante lorsque la couche conductrice est polarisée. 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la matière isolante de chaque dispositif de mémorisation est 25 constituée par une plirtie pré-sélectionnée d'une couche isolante d'épaisseur sensiblement uniforme sur une surface de la matière sémi-conductrice, la plaque conductrice de chaque dispositif de mémorisation étant constituée par une partie pré-sélectionnée d'une couche conductrice d'épaisseur sensiblement uniforme sur 30 la couche isolante, et la couche isolante contenant un grand nombre dç plaques de condensateur disposées sensiblement parallèlement à ladite surface de la matière semi-conductrice et s*étendant latéralement entre les parties pré-sélectionnées de la couche isolante, les plaques de condensateur étant destinées à être 35 maintenues à un potentiel fixe, de telle sorte qu'une région d* appauvrissement ne soit formée dans la matière semi—conductrice , qu'au-dessous des parties pré-sélectionnées de la couche isolante lorsque la couche conductrice est polarisée.