Brevet FR2105252A1 — publié le 19720428

31Ô53 1 21QS252 La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour emmagasiner et transférer des charges électriques, et elle concerne plus particulièrement le transfert sélectif des charges emmagasinées. L'importance des dispositifs pour manipuler et emmagasiner des informations, en particulier ceux qui utilisent des structures conducteur - isolant - semiconducteur (CXS) dans lesquelles les informations sont emmagasinées et transférées sous la forme de charges électriques le long de l'interface du semiconducteur et de l'isolant, est bien connue. Les structures CXS permettent d'emmagasiner des charges électriques en formant des zones de déplétion dans le semiconducteur au-dessous d'un organe conducteur. Les charges électriques à emmagasiner sont créées soit à l'intérieur du semiconducteur lui-même en réponse à un rayonnement électromagnétique ou par l'intermédiaire d'électrodes d'injection par exemple. On connait déjà différents agencements des organes conducteurs permettant de transférer des charges électriques le long de la surface du substrat semiconducteur en faisant déplacer les charges d'une zone de déplétion vers une autre. Ceci permet d'obtenir un transfert et un emmagasinage très rapide et très dense des charges emmagasinées. IDajis certains systèmes de traitement et d'emmagasinage d'informations, il est souvent souhaitable de transférer sélectivement certaines informations emmagasinées, à partir d'un emplacement de mémoire vers un autre emplacement de mémoire, sans affecter les autres informations. Par exemple, un mot digital particulier faisant partie d'un groupe de mots peut être transféré temporairement d'une mémoire vers un additionneur binaire pour subir un traitement arithmétique, par exemplej puis être renvoyé de 1'additionnaire binaire vers la mémoire. Dans une variante, des informations peuvent être extraites d'un emplacement de mémoire particulier de façon à pouvoir emmagasiner temporairement d'autres informations dans cet emplacement de mé-ioire, les informations emmagasinées temporairement étant ensuite extraites et les premières informations étant réemmagasinées dans ledit emplacement de mémoire. Dans le cas d'informations analogiques, par exemple, il est souvent souhaitable de transférer sélectivement certains groupes d'informations de façon séquentielle. 71 31853 2 2105252 Par conséquent, la présente invention se propose de fournir un procédé et un dispositif pour déplacer des informations sélectionnées, se présentant sous la forme; de charges électriques emmagasinées, le long de la surface d'un.substrat 5 semiconducteuro La présente,invention se propose encore de fournir un procédé et un dispositif pour transférer sélectivement des charges emmagasinées entre différents emplacements de mémoire sur un substrat semiconducteur, 10 La présente invention se propose aussi de fournir un procédé et un dispositif permettant de conserver certaines charges électriques dans des emplacements sélectionnés d'un substrat semiconducteur pendant des intervalles de temps variables tout en libérant d'autres charges électriques pour 15. les transférer vers d'autres emplacements. La.présente invention se propose encore de fournir un procédé et un dispositif pour transférer des charges électriques sélectionnées le long de la surface d'un substrat semiconducteur tout en maintenant d'autres charges électriques 20 dans leur emplacement de mémoire0 Dans une forme de réalisation de l'invention, des charges électriques sont emmagasinées et transférées le long de zones adjacentes à la surface d'un substrat semiconducteur. Ceci est obtenu à l'aide d'un dispositif de transfert et d'em-25 magasinage d'informations du type conducteur - isolant -semiconducteur comportant un ensemble de cellules formées dans une couche isolante recouvrant le substrat semiconducteur. Les cellules peuvent par exemple être disposées en rangées et en colonnes, une ligne de maintien étant disposée au-dessus 30 de chaque rangée de cellules, tout en étant isolée, et un canal de transfert de charges étant relié à chacune des rangées de cellules. Dans un mode de fonctionnement, les charges électriques sont emmagasinées dans des puits de potentiel formés dans les parties adjacentes- à la surface du substrat semicon-35 ducteur, en appliquant aux lignes de maintien un potentiel électrique créant une zone de déplétion dans le semiconducteur. Les puits de potentiel sont suffisamment profonds pour que les charges qui y sont emmagasinées ne soient sensiblement pas affectées par le champ électrique associé à un rééeau de lignes 40 de transfert de charges recouvrant une ligne de maintien et 31953 3 21.Û5552 les canaux de transfert tout en étant Isolé. En supprimant de façon contrôlable le potentiel électrique appliqué sur une ligne de maintien particulière, les puits de potentiel disparaissent et les charges électriques emmagasinées sous cette 5 ligne de maintien sont maintenant influencées par le champ - * * électrique provenant des lignes de transfert de charges. Sous cétte influence, les charges sont transférées vers le canal de transfert deâ charges associé à la rangée correspondante et d* là vers un dispositif d'émission - réception bidirec-10 tionnel., par exemple, pour ê-tirè utilisées à un autre endroit du système de traitement. Dans un autre mode de fonctionnement, les charges électriques sont introduites dans le canal de transfert de charges à partir d'un dispositif d'émission - réception bidirectionnel. Sous l'influence du champ électrique provenant 15 des lignes de transfert de charges, ces charges sont amenées dans l'emplacement de mémoire souhaité et y sont emmagasinées en appliquant un potentiel électrique sur la ligne de maintien. peuvent représenter des signaux analogiques ou digitaux trans-20 férés dans ce réseau par l'intermédiaire de canaux de transfert de charges ou être produites dans le réseau en réponse à un rayonnement électromagnétique, par exemple, les charges emmagasinées représentant le rayonnement incident arrivant sur le substrat semiconducteur. 25 La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : La figure 1 est une vue en plan partiel d'un 30 réseau de dispositifs de mémorisation du type conducteur - isolant - semiconducteur comportant un dispositif pour transférer dos charges électriques sélectionnées d'un emplacement -t de mémoire vers un autre. 35 prise suivant la ligne 2-2, du dispositif représenté dans la figure 1. Les charges emmagasinées dans le réseau La figure 2 est une vue en coupe partielle, ko ?1 31Ô 5 3 4 2105252 tique d'un convertisseur électro-optique adressable, à composants solides, suivant la présente invention, La figure 1 i-eprésente, à titre d'exemple, une forme de réalisation de la présente invention, une partie d'un 5 dispositif 11 de transfert et d'emmagasinage d_' informations qui est addressable et constituée par des composants solides bidirectionnels et qui comporte une structure conducteur -isolant - semiconducteur (c I S)0 La structure C I S comporte un substrat 12 de matériaux semiconducteurs possédant un pre-10 mier type de conductivité, par exemple du silicium de type n, sur lequel est formée une couche isolante T3o La couche isolante peut être constituée par exemple par du bioxyde de silicium, du nitrure de silicium, de 1 ' oxynitrure de silicium, des combinaisons de ces matériaux ou de tout autre matériau isolant, 15 La couche isolante 13 comporte plusieurs cellules 1^.- 18, par exemple, disposées suivant une rangée à côté de laquelle se trouvent plusieurs autres rangées de cellules„ Chaque cellule est ménagée dans la couche isolante sous forme d'une région de matériaux isolants plus minces et les parois environnantes de 20 la cellule. Les cellules peuvent par exemple être réalisees en masquant et en attaquant chimiquement le matériau isolant suivant des techniques bien connues. Chaque rangée de cellules est séparée de la rangée adjacente par un canal ménagé dans la couche isolante 13o Dans la figure 1 ces canaux sont désignés 25 par les références 20 et 21, Le dispositif représenté dans la figure 1 comporte aussi des ouvertures 14a - 18a ménagées le long des parois latérales de chaque cellule 14 - 18, ces. ouvertures reliant les cellules au canal 20o Les cellules de la rangée adjacente comportent des ouvertures similaires qui 30 relient ces cellules au canal 21, Les canaux 20 et 21, ainsi que les ouvertures ménagées dans les parois latérales de chaque cellule peuvent par exemple être réalisés en même temps que les cellules. Chaque canal et chaque ouverture de liaison entre les cellules et les canaux ont sensiblement la même profondeur dans 35 la couche isolante de sorte que les cellules, les canaux et les ouvertures de liaison peuvent être réalisés simultanément. Dans la forme de réalisation simplifiée de l'invention représentée dans la figure 1, la structure C I S est complétée par un élément conducteur 22 qui est disposé sur les ^0 cellules de la rangée 1 et sert de ligne de maintien des charges *1 31ÔS3 5 2105252 Un élément conducteur similaire 23 est disposé sur les cellules de la rangée 2 et un troisième élément conducteur 2k est disposé sur les cellules de la rangée 3» Les éléments conducteurs 22, 23 et 2k peuvent être réalisés par exemple en déposant une cou-5 che de matériau conducteur sur la couche de matériau isolant puis en masquant et en attaquant chimiquement cette couche pour former les éléments conducteurs 22, 23 et 2k. De façon avantageuse on peut utiliser des matériaux conducteurs tels le molybdène le tungstène, le tantale, l'aluminium, l'or, l'argent, 10 le platine, le silicium, le germanium, ou tout autre matériau conducteur ou semiconducteur non réactif. L'emmagasinage des charges électriques à l'intérieur de la structure C I S représenté dans la figure 1 va maintenant être expliqué. Un matériau semiconducteur, par exem-15 pie du silicium de type n est recouvert par une couche isolante de bioxyde de silicium obtenu par croissance pyrolytique pos- o sédant une épaisseur d'environ 10.000 A . Les régions correspondant aux cellules sont ménagées dans le bioxyde de silicium O par attaque chimique jusqu'à une profondeur d'environ 9o000 A o 20 pour obtenir une épaisseur d'environ 1.000 A de bioxyde de silicium au-dessus du silicium dans les régions correspondant aux cellules et aux canaux. Des zones de déplétion sont formées dans ces régions du substrat semiconducteur se trouvant sous les cellules alors qu'aucune zone de déplétion n'est formée en 25 un autre endroit, en appliquant sélectivement des tensions créant des zones de déplétion sur les éléments conducteurs 22, 23 et 2k. Par exemple, lorsque l'isolant possède l'épaisseur mentionnée ci-dessus, une tension de 10 volts appliquée entre l'élément conducteur 22 et le substrat semiconducteur 12 crée 30 des zones de déplétion uniquement dans les parties du substrat semiconducteur qui se trouvent au-dessous des cellules 14 - 18. Ceux qui sont familiers avec cette technique remarqueront qu'il est possible de modifier la profondeur efficace de la zone de déplétion en modifiant la valeur de la tension appliquée ou 35 l'épaisseur de la couche isolante. En outre, en choisissant correctement le matériau semiconducteur 12, la vitesse des porteurs minoritaires, due à l'effet tunnel et à l'effet de multiplication par avalanche au niveau de la surface du substrat semiconducteur, peut être rendue négligeable pour les durées kO de mémorisation utilisées. Etant donné que les zones de déplé- 31853 6 2105252 tion recueillent aussi les porteurs minoritaires existants dans le substrat .semiconducteur et provenant des processus de recombinaison et de génération thermique normaux, la durée d'emmagasinage des charges dans la zone de déplétion 5 est choisie de façon que l'effet des porteurs minoritaires arrivant à la surface du matériau semiconducteur par suite du processus de génération thermique soit négligeable» Pour le cas du silidum par exemple, à la température ambiante, on peut obtenir des périodes de mémorisation de l'ordre de la mil-10 liseconde ou plus^ avant que la génération thermique rétablisse l'équilibre pour les profondeurs de zones de déplétion utilisées ici. Par conséquent, en s'assurant qu'il n'existe aucune autre source de porteuis minoritaires après la formation des zones de déplétion et la suppression du potentiel électrique 15 appliqué sur les éléments conducteurs 22, 23 et 2k, on peut faire apparaître de façon contrôlable des porteurs minoritaires en réponse à un rayonnement électromagnétique, par exemple, comme représenté par les flèches 190 Dans une variante, si on le désiré des porteurs minoritaires peuvent être injectés dans 20 le matériau semiconducteur par l'intermédiaire d'une jonction p n ou d'un contact ponctuel. Lorsqu'un rayonnement électromagnétique, se présentant sous la forme de rayons ou d'images par exemple, frappe le matériau semiconducteur 12, des porteurs minoritaires sont 25 créés à l'intérieur de ce matériau, le nombre de ces porteurs minoritaires étant proportionnel à l'intensité du rayonnement,, Ces porteurs minoritaires sont déviés vers la surface du semiconducteur en réponse au champ créant une zone de déplétion et sont emmagasinés à l'intérieur des zones de déplétion se 30 trouvant sous les cellules 14 - 18. Pendant des intervalles de temps plus courts que le temps nécessaire à l'établissement de l'équilibre, la valeur des charges emmagasinées dans chacune des zones de déplétion constitue une mesure directe de l'intensité de rayonnement local au voisinage de la zone de déplé-35 tion. Les zones de déplétion formées sous les cellules par suite de la tension appliquée sur les lignes de maintien sont appelées ci-après "puits de potentiel" étant donné que ces zones de déplétion formées au niveau de la surface du semicon- kÔ ducteur ont le pouvoir, comme on l'a vu ci-dessus, d'emmagasiner ?" - ?1 31Ô53 7 2105252 des porteurs minoritaires. Le terme "puits de potentiel" est aussi utilisé pour distinguer les zones de déplétion qui emmagasinent des charges électriques pendant des intervalles de temps variables des zones de déplétion qui sont utilisées 5 pour transférer des charges électriques et qui servent uniquement à un emmagasinage temporaire. Suivant une caractéristique de l'invention, des charges électriques introduites dans des puits de potentiel à l'aide d'un rayonnement électromagnétique, d'une jonction p n, 10 d'un contact ponctuel ou d'un dispositif d'émission - réception du type de celui qui est décrit dans la demande de brevet en France déposée ce même jour par la demanderesse et ayant pour titre "Dispositif pour émettre et recevoir des charges de surface", par exemple, peuvent être transférées à partir des puits 15 de potentiel où elles se trouvent vers un canal de transfert et de là vers un dispositif de sortie, alors que toutes les autres charges électriques sont conservées ou continues à être emmagasinées. Suivant une autre caractéristique de 1'invention, le transfert de toutes les charges est obtenu au moyen d'un grou-20 pe unique dé signaux d'horloge qui, cependant, sont uniquement capables de transférer les charges électriques sélectionnées sans avoir d'effet sur les autres charges électriques emmagasinées dans les puits de potentiel non sélectionnés,, Ces différentes caractéristiques apparaîtront au cours de la descrip-25 tion suivante. Dans la figure 1, plusieurs lignes de transfert 25 - 29 et 31 - 35 sont disposées au-dessus des cellules et des canaux de transfert de charges tout en étant isolées. Ces lignes de transfert sont disposées sensiblement ortliogona-30 lerient par rapport aux éléments conducteurs 22, 13 et 2-4. La disposition de ces lignes de transfert est représentée plus clairement dans la figure 2 „ Dans la figure 2, un premier pe de lignes de transfert comportent les éléments ~j - ~9 et un second groupe de lignes de transfert comportent! es éléments '} 1 -33 35. Chaque élément du premier groupe est disposé au-dessus des cellules,des canaux de transfert de charges et des ouvertures de liaison entre ces canaux pour une seule colonne de cellules. Comme réprésenté dans la figure, chaque élément 'j I - 35 est disposé au-dessus des éléments adjacents du premier groupe, 'lO tout en étant isolé. 1\ 31Ô53 8 2105252 La figure 3» Qui est une vue en coupe prise suivant la ligne 3 - 3 de la figure 1, représente une partie du canal de transfert de charges 21 et les lignes de transfert' de charges qui le chevaucîient. La figure 3 représente aussi 5 une jonction p n ko ménagée dans le substrat semiconducteur 12, La jonction p n ko peut par exemple être réalisée par diffusion à travers une ouverture ménagée dans la couche isolante 13, cette ouverture étant ensuite utilisée pour réaliser un con- , tact avec la région diffusée, comme représenté par le contact 10 41o Comme on le verra plus en détails ci-après, la jonction p n kO peut être utilisée comme dispositif d'émission - réception bi-directionnel ; c'est-à-dire qu'elle peut être utilisée pour introduire des charges électriques dans le substrat semiconducteur où pour extraire des charges à partir de celui-ci. 15 Le fonctionnement du dispositif de transfert et d'emmagasinage de charges représentées dans les figures 1 à 3 sera mieux compris en considérant les différents phénomènes qui apparaissent dans un mode de fonctionnement. Par exemple, on supposera qu'une image optique se présentant sous la forme 20 de rayons lumineux 25 est focalisée sur le substrat semiconducteur 12o Un nombre de porteurs minoritaires, proportionnel à l'intensité des signaux lumineux arrivant sur le matériau semiconducteur, est créé dans ledit matériau semiconducteur. Grâce à l'application de tensions V1 , \'2 et Vj, créant des 25 zones de déplétion, sur les éléments conducteurs 22, 23 et 2k, les porteurs minoritaires créés par les signaux lumineux incidents sont rassemblés dans les puits de potentiel se trouvant sous les cellules au niveau de la surface du matériau semiconducteur. Lorsque les signaux lumineux continuent à arriver 30 sur le matériau semiconducteur, les puits de potentiel continuent à recevoir des porteurs minoritaires et intègrent ces signaux lumineux. Après une période de temps appropriée, les charges électriques emmagasinées dans les puits de potentiel peuvent être extraites sélectivement et être transférées vers 35 un circuit externe par l'intermédiaire de la jonction p n ko par exemple. Le transfert des charges électriques est réalisé en appliquant des signaux d'horloge ou des signaux de transfert aux lignes de transfert 25 - 29 et 31 - 35 et en 40 supprimant de l'une des lignes de maintien 22, 23 ou 2k la M 31Ô53 9 2105252 tension créant une zone de déplétion. Les signaux de transfert xïuvent être constitués par exemple par deux signaux possédant fensible:nent la même fréquence et la même forme d'onde mais déphasés d'une demi-période et possédant deux niveaux 5 de tension différente,, Si le premier de ces signaux de tension est désigné par 0 1 et le second par 0 2, en appliquant ces signaux de tension sur les lignes de transfert de la façon représentée dans les figures 1 et 3» des charges de surface peuvent être transférées d'un emplacement vers un autre sur le 10 substrat semiconducteur. L'amplitude des signaux de tënsion 01 et 02 est sélectionnée de façon que les zones de déplétion soient formées à l'intérieur des canaux 20 et 21 et des ouvertures entre les canaux et les cellules, mais non dans les régions où la couche isolante est sensiblement plus épaisse que 15 dans la région des canaux. En outre, la profondeur de la zone de déplétion ou puits de potentiel formée sous chaque cellule est ré-.;l,'e de façon que lorsque la charge électrique qui y est emna-gasinée est maximale, l'application des signaux de transfert 20 sur les lignes de transfert situées au-dessus ne modifie pas ensiblement cette charge emmagasinée. Autrement dit, les tensions créant des zones de déplétion lorsqu'elles sont appliquées sur les éléments conducteurs 22, 23 et 2^, maintiennent ou emmagasinent les c'iarpes électriques dans des puits de potentiel 25 suffisamment profonds pour que les charges ne soient sensiblement pas affectées par la présence des zones de déplétion moins profondes se trouvant sous les lignes de transfert. Cependant, lorsqu'une tension créant une zone de déplétion est supprimée d'une ligne de maintien, les puits de potentiel profonds 30 n'existent plus et les c'iarges électriques emmagasinées sous cette li;;ne de maintien sont alors influencées par le champ électrique provenant des lignes de transfert fie c-arges. Sous h cette influence, les charges électriques sont transférées vers le canal de transfert de charges associé à la rangée de cel-J~ lu]es et de là vers un dispositif de réception, par exemple une jonc L i on p il. La libéiatioii ou la "lecture" de charges •' 1 ec triques provenant d1 emplacements sélec tionn''s sur le substrat semiconducteur sera mieux comprise à l'aide de l'exemple 'î0 suivant. On supposera que l'on souhaite lire les charges élec 71 31853 • 2105252 triques emmagasinées dans la rangée 1. En réduisant ou en supprimant la tention*, créant une zone de déplétion, de l'élément conducteur constituant il- ligne de maintien et en maintenant les tensions Y0 et Y„ sur les -'1 ''nents conducteurs 5 2 3 et 2 Y, les charges électriques emmagasinées à l'intérieur des puits de potentiel se trouvant sous l'élément conducteur 22 ne sont plus sous l'influence du champ électrique de la ligne de maintien, mais sont maintenant influencées par les champs électriques provenant des lignes de transfert de charges. En 10 synchronisant la suppression de la tension sur l'élément 22 avec l'application des signaux de transfert sur les lignes de transfert 25» 27 et 29 par exemple, les charges libérées passent dans le canal de transfert de charges 20 a.;:*ocié à là rangée par l'intermédiaire des ouvertures de liaison 14a -13 18a, puis le long de la surface du semiconducteur se trouvant sous le canal de transfert de charges 20 en direction de la jonction p n h0„ Le transfert des charges électriques le long du canal 20 est réalisé par les signaux de transfert 0 1 et 0^ qui, lorsqu'ils passent d'un ni\eau de tension à un autre, 20 déplacent séquentiellement les ehanps électriques et par conséquent les charges électriques le long du canal de transfert0 Durant l'intervalle de temps où les charges électriques sont transférées à partir de la rangée 1 le long du canal de transfert de charges, les autx-es rangées conser-23 vent ou emmagasinent des charges électriques,, En fait, si les charges électriques sont dues à la génération de porteurs minoritaires par l'intermédiaire d'un rayonnement électromagnétique incident, ces autres rangées continuent à emmagasiner et à intégrer le rayonnement incident. Après la lecture des 30 informations dans la colonne 1, la tension créant une zone de déplétion peut de nouveau être appliquée à l'élément conducteur 22 et la tension créant une zone de déplétion peut être supprimée de 1'élément 23 par exemple» Les charges électriques se trouvant sous ce conducteur sont alors transférées vers le 35 canal de transfert de charges 21 associé à la rangée et ces charges électriques sont déplacées le long de ce canal à l'aide de signaux dé transfert similaires et sensiblement de la même manière que ce qui a été décrit ci-dessus pour la rangée 1. Ce mode de lecture se poursuit jusqu'à ce que toutes les rangées 'jO soient explorées, puis la séquence recommence, ?1 31Ô53 2105252 La lecture rangée par rangée des charges électriques emmagasinées fait apparaître un signal de tension représentant les charges électriques emmagasinées. Dans le cas où les charges sont produites par un rayonnement magnétique 5 arrivant sur le substrat semiconducteur, le signal de tension est sensiblement similaire à un signal vidéo fourni par un convertisseur d'images. En synchronisant de façon appropriée la lecture des charges électriques emmagasinées avec un dispositif d'affichage à tube cathodique, par exemple, on peut faire 10 apparaître les charges électriques emmagasinées sur l'écran de ce dispositif. Ceux qui sont familiers avec cette technique remarqueront qu'un tel dispositif de transfert et d'emmagasinage de charges qui ne nécessite pas l'utilisation d'un faisceau électronique d'exploration représente de gros avantages. i 15 Une forme de réalisation particulièrement utile de la présente invention est représentée dans la figure k dans laquelle un convertisseur d'images 50 est constitué par un réseau intégré 51 d'éléments de mémoire du type C I S qui sont disposés suivant une configuration "X-Y" sur un substrat 20 semiconductèur. Les éléments de mémoire et les canaux de transfert sont sensiblement indentiques à ceux qui ont été décrits ci-dessus et fonctionnent sensiblement de la même manière. Le convertisseur d'images optique 50 comporte en outre un générateur 52 de signaux de sélection de rangée qui peut, par exem-25 pie, être réalisé sur le substrat semiconducteur sous forme d'un circuit intégré et qui comporte le circuit nécessaire pour explorer chaque rangée et appliquer les tensions créant les zones de déplétion sur les lignes de maintien appropriées durant les intervalles de mémorisation et supprimer ces ten-30 sions durant les intervalles de lecture. Le convertisseur d'images optique 50 comporte aussi un générateur 53 de signaux de contrôle de transfert qui peut, par exemple, être constitué par un systome d'horloge à deux ou trois phases destiné à contrôler le transfert des charges électriques dans les canaux de 35 transfert. Un circuit approprié pour réaliser cette fonction est* bien connu dans la technique et peut aussi se présenter sous la forme d'un circuit intégré si on le désire. Les signaux de sortie électriques provenant des éléments de mémoire 51 sont obtenus à partir d'un circuit de sortie approprié 5h qui peut, p4q par exemple, comporter des jonctions p n associées à chaque I 11 31853 12 2105252 canal de transfert ou une jonction p n inique qui est réliée à tous les canaux de transfert,, Dans une variante, on peut utiliser différentes combinaisons de jonction p n ou d'autres dispositifs 5 appropriés, tels ceux qui ont été décrits dans la demande de brevet en France déposée ce même jour par la demanderesse et ayant pour titre "Dispositif pour émettre et recevoir des charges de surface", pour extraire des charges de surface à partir du réseau d'éléments de mémoire 51o Le signal de sortie pro-10 venant du circuit de sortie 5^ est représenté dans la figure k comme un signal de sortie vidéo tels ceux qui sont obtenus à partir d'un tube de prise de vues, Le fonctionnement de la forme de réalisation représenté dans la figure k se comprend facilement en 15 considérant la relation dans le temps des signaux appliqués au convertisseur d'images 50 durant un cycle de fonctionnement. Par exemple, si un cycle de fonctionnement est divisé en une période d'enregistrement et une période de lecture, durant la période d'enregistrement des tensions créant des zones de dé-20 plétion sont appliquées sur toutes les lignes de maintien. Durant cette période un rayonnement électromagnétique arrivant sur le substrat semiconducteur fait apparaître des porteurs minoritaires qui sont emmagasinés et intégrés dans les puits de potentiel. Durant la période de lecture, les charges électriques 25 emmagasinées sont lues -séquentiellement rangée par rangée en appliquant des signaux de transfert, tels les signaux 01 et 0 2 par exemple, sur les lignes de transfert puis en supprimant séquentiellement les tensions créant des zones de déplétion qui sont appliquées sur les lignes de maintien de façon que 30 les charges électriques provenant de chaque rangée soient lnes ?1 31Ô53 13 21.05252 transfert de charges 25, 27 et 29. De cette façon, les charges électriques emmagasinées sont toujours sous l'influence d'un champ électrique et par conséquent ne peuvent pas revenir à l'intérieur du substrat semiconducteur. La lecture de chacune 5 des autres rangées est aussi synchronisée de la même façon0 Ce mode de fonctionnement permet de x'éduire sensiblement les pertes de charges électriques vers 'l'intérieur du substrat semiconducteur et par conséquent d'améliorer le transfert des charges électriques le long de la surface du substrat semi-10 conducteur. En outre, en plus de son utilisation comme convertisseur d'images, le dispositif de transfert et d'emmagasinage de charges suivant l'invention peut aussi être utilisé pour l'emmagasinage et le transfert d'informations digitales. Par exemple, des informations digitales peuvent être introduites 15 dans le dispositif de transfert et' d'emmagasinage par l'intermédiaire de la jonction p n kO alors que la tension créant une zone de déplétion est supprimée de l'élément conducteur 22, Lorsque les charges électriques se déplacent le long du canal de transfert, à un certain point dans le temps la tension créant 20 une zone de déplétion est appliquée sur l'élément conducteur 22 et les charges électriques se trouvant dans le canal de transfert sont rapidement déviées vers les puits de potentiel se trouvant sous les cellules étant donné que ces zones de déplétion sont plus profondes que celles du canal 21, Une fois 25 qu'elles sont emmagasinées dans les puits de potentiel, les charges électriques peuvent être conservées pendant un interval- jr. temps approprié puis être transférées vers un autre emplacement ou vers le circuit de sortie pour réaliser des fonctions logiques si on le désire , Ceux qui sont familiers avec cette 30 technique remarqueront que l'une des caractéristiques les plus importantes de l'invention est la possibilité de maintenir des çharges électriques représentant des informations pendant des intervalles variables, de façon contrôlable, et de libérer des charges électriques sélectionnées uniquement en supprimant 35 une tension, créant une zone de déplétion, qui est appliquée sur une ligne de maintien. Inversément, des charges peuvent être emmagasinées dans les parties adjacentes de la surface du substrat semiconducteur uniquement en appliquant une tension ci'éant une zone de déplétion» 71 31653 2105252 REVEND- IC ATIONS 10, Dispositif semiconducteur du type conducteur -isolant- - semiconducteur caractérisé par le fait qu'il comporte un substrat de matériau semiconducteur, une, couche isolante re-5 couvrant la majeure partie de ce substrat, cette couche isolante comportant plusieurs cellules reliées à un canal commun ménagé dansla couche isolante, un,élément conducteur recouvrant les différentes cellules, des moyens pour emmagasiner des charges électriques dans la partie adjacente à la surface du 10 substrat et se trouvant au-dessous des cellules, et des moyens pour transférer des charges électriques sélectionnées entre la partie adjacente à. la surface du substrat qui se trouve sous les cellules et ledit canal tout en continuant à emmagasiner d'autres charges électriques, 15 2, Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites charges électriques sont introduites dans le substrat par l'intermédiaire d'une jonction p n associée au canal commun« 3o Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé 20 par le fait que lesdites charges électriques sont formées par le déplacement de porteurs minoritaires vers les parties adjacentes à la surface du semiconducteur qui se trouve sous lesdites cellules, ces porteurs minoritaires étant créés en réponse à un rayonnement électromagnétique venant frapper le'subs-25 trat» k. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens permettant d'emmagasiner des charges électriques comportent des moyens pour appliquer une tension sur l'élément conducteur, ladite tension formant des puits de 30 potentiel dans les parties adjacentes à la surface du substrat semiconducteur qui se.trouve . sensiblement sous lesdites cellules „ 5<> Dispositif suivant la revendication b, caractérisé par le fait que les moyens permettant: le transfert des charges 35 comportent plusieurs, lignes de transfert, disposées au-dessus du canal commun, le transfert des_ charges électriques çtant réalisé en appliquant séquentiellement des tensions créant des zones de déplétion sur des lignes de transfert adjacentes afin de faire déplacer les charges électriques le long des parties 40 adjacentes à la surface du semiconducteur qui se trouve ~ous 71 51053 21.05252 ledit canal. 6. Dispositif suivant la revendication 5» caractérisé par le fait que lesdites lignes de transfert sont constituées par plusieurs conducteurs disposés au-dessus du 5 canal commun et isolés de celui-ci. 7» Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les lignes de transfert se chevauchent les unes les autres. &. Dispositif suivant la revendication 6, ca-10 ractérisé par le fait qu'au moins certaines des lignes de transfert recouvrent respectivement une cellule, un canal commun et les liaisons entre cette cellule et le canal. 9. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les cellules sont disposées en ran-15 gée, un canal commun étant associé à chaque rangée et un élément conducteur recouvrant chaque rangée de cellule, lesdits moyens permettant d'emmagasiner des charges électriques comportant en outre des moyens pour libérer des charges électriques à partir d'une rangée de cellules sélectionnée pour les 20 transférer vers le canal associé n la rangée tout en conservant les charges électriques se trouvant dans les autres rangées. 10» Dispositif suivant la revendication 9» caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens pour recevoir les charges électriques envoyées vers le canal associé 25 à la rangée. 11. Dispositif suivant la revendication 9» caractérisé par le fait que les moyens servant au transfert des charges comportent des moyens associés aux colonnes pour déplacer les charges électriques libérées le long du canal associé 30 à la rangée. 12. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les charges électriques sont introduites dans le canal associé à la rangée où en sont extraites au moyen d'un dispositif d'émission - réception. 35 13. Dispositif suivant la revendication 1, ca ractérisé par le fait que les charges électriques non sélectionnées qui sont emmagasinées dans les parties adjacentes à la surface du substrat semiconducteur sont emmagasinées suffisamment profondément pour ne pas être affectées par les moyens servant 2|.0 au transfert des charges qui sont sélectionnées.