Brevet FR2126277A1 — publié le 19721006

la présente invention est relative aux dispositifs semiconducteurs- Jes dispositifs semiconducteurs utilisant le principe de l'accumulation de charges à l'intérieur d'une couche électriquement isolan-5 te contenue sur la surface d'une pièce de matériau semiconducteur ont été récemment signalés. Un des plus intéressants de ces dispositifs est un élément d'accumulation de charges comportant une pièce de silicium ayant sur sa surface une couche constituée par des sous-couches de deux matériaux électriquement isolants (c'est-à-dire des 10 matériaux possédant tous deux un large intervalle de bande comparé à celui du semiconducteur, c'est-à-dire le silicium), les deux matériaux électriquement isolants sont du bioxyde de silicium et du ni-trure de silicium. Deux régions diffusées sont établies au travers de la couche électriquement isolante et forment respectivement une 15 électrode de source et une électrode dite de drainage. Deux régions de matériau électriquement conducteur tel que de l'aluminium sont déposées sur la surface de la couche électriquement isolante pour former un contact de source et un contact de drain en établissant un contact respectivement avec l'électrode de source et l'électrode de 20 drainage• Une troisième région de matériau électriquement conducteur ast déposée sur la surface de la couche électriquement isolante dans une position située entre l'électrode de source et l'électrode de drainage et forme une troisième électrode qui est une région de porte ou de déclenchement. Des pièges de transporteurs de courant existent 25 à l'intérieur de la couche électriquement isolante au niveau de la région d'interface située entre le bioxyde de silicium et le nitrure de silicium. 3i des tensions électriques adéquates sont appliquées à la région de porte ou de déclencement, alors des transporteurs de charges peuvent être entraînés jusque dans ces pièges ou hors de ces 30 pièges. Par exemple, si des électrons sont entraînés hors des pièges, ils laissent subsister à leur place des régions de charge positive» Une telle charge positive peut être emmagasinée ou "stockée" pendant un laps de temps d'une durée très longue : on dit qu'elle peut être stockée avec une très faible volatilité. L'électrode de 35 source, l'électrode de drainage et la région de porte constituent ensemble les trois électrodes d'un transistor à effet de champ à porte isolée, la quantité de charge emmagasinée dans les pièges à l'interface séparant le bioxyde de silicium et le nitrure de silicium peut être lue en mesurant la tension de seuil du transistor (po-40 tentiel auquel une intensité de courant commence à passer dans le 72 05908 2 2126277 transistor entre l'électrode de source et l'électrode de drainage lorsqu'on fait varier la tension électrique appliquée à la région de porte). Il est possible de constituer un dispositif réticulé du genre 5 mémoire en utilisant un réseau d'éléments d'accumulation de charges formés sur une seule et même pièce de matériau semiconducteur. Chaque dispositif réticulé du type mémoire en matériau semiconducteur réalisant une accumulation de charges à l'intérieur de ses éléments d'accumulation de charges qui a été antérieurement décrit a 1Q été proposé sous la forme d'un réseau d'éléments d'accumulation de charges comprenant chacun un transistor, c'est-à-dire comportant une région de porte, une électrode de source et une électrode de drainage. L'électrode de source et l'électrode de drainage de chaque tel transistor ont été réalisées sous la forme de régions diffusées à 15 l'intérieur de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur. Ces électrodes de source et de drainage de chaque élément d'accumulation de charges peuvent conduire à certains inconvénients» Au cours de la production des dispositifs semiconducteurs, le stade de 20 diffusion (pendant lequel les électrodes de source et les électrodes de drainage sont formées par diffusion sélective d'un dopant jusque dans la pièce de matériau semiconducteur) est souvent coûteux et difficile à mettre en oeuvre. Quand on n'obtient qu'avec un faible rendement des dispositifs de la qualité désirée sur tout un lot 25 donné de tels dispositifs, on trouve souvent qu'une des raisons est associée à la formation de ces régions (électrodes de source et électrode de drainage). De plus, les susdites régions occupent un espace représentant une grande valeur à l'intérieur du dispositif semiconducteur, ce qui limite la densité avec laquelle on peut former les 30 éléments d'accumulation et par conséquent la densité à laquelle il est possible de stocker de l'information. Ces deux types d'électrodes (de source et de drainage) peuvent être des sources d'injection de transporteurs de charge jusque dans la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur même quand une tension électrique n' 35 est pas appliquée entre ces électrodes. Jusqu'à présent, on pensait que cette injection de transporteurs de charges est toujours avantageuse. Mais les travaux ayant abouti à la mise au point de la présente invention ont permis de comprendre que dans certaines applications il est avantageux d'établir des éléments d'accumulation de 40 charges qui ne réalisent pas une telle injection de transporteurs de 72 05908 3 2126277 charges. Un but de la présente invention est donc de diminuer, dans un dispositif semiconducteur utilisant une accumulation de charges à l'intérieur de la couche électriquement isolante de ses éléments d' 5 accumulation de charges, le rapport du nombre de régions-électrodes formées à l'intérieur de la région superficielle de sa pièce de matériau semiconducteur au nombre d'éléments d'accumulation de charges qu'il contient. Conformément à la présente invention, on réalise un dispositif 10 semiconducteur comportant une pièce de matériau semiconducteur, une couche électriquement isolante établie sur une surface de la pièce de matériau semiconducteur et possédant une région d'accumulation de charges, une première région de matériau électriquement conducteur sur une partie de la surface de la couche électriquement isolante, 15 une deuxième région de matériau électriquement conducteur sur une partie différente de la surface de la couche électriquement isolante, la première région de matériau électriquement conducteur conjointement avec la portion adjacente de la couche électriquement isolante et la portion adjacente de la région superficielle de la pièce de ma-20 tériau semiconducteur définissant un premier élément d'accumulation de charge et la deuxième région de matériau électriquement conducteur conjointement avec la portion adjacente de la couche électriquement isolante et la portion adjacente de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur définissant un deuxième élément d' 25 accumulation de charges, des moyens pour injecter des transporteurs de charges jusque dans une première partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, des moyens pour extraire des transporteurs de charges à partir d'une deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et un parcours 30 de courant depuis ladite première partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur jusqu'à ladite deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, le parcours de courant étant tel que lorsque des transporteurs de charges s'écoulent depuis ladite première partie de la région su-35 perficielle de la pièce de matériau semiconducteur jusqu'à ladite deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur ils s * écoulent au travers de la portion de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur appartenant au premier élément d'accumulation de charges et au travers de la portion 40 de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur ap 72 05908 4 2126277 partenant au deuxième élément d'accumulation de charges. Selon un aspect de la présente invention, il est réalisé un dispositif semiconducteur tel que défini ci-dessus et comportant aussi, à proximité de la pièce de matériau semiconducteur, des moyens 5 pour irradier le premier élément d'accumulation de charges ou le deuxième élément d'accumulation de charges ou le premier élément d' accumulation de charges et le deuxième élément d'accumulation de charges, en suite de quoi la charge emmagasinée dans cet élément ou dans ces éléments est sensible et répond à la nature du rayonnement 10 reçu à partir des moyens d'irradiation- la pièce de matériau semiconducteur du dispositif semiconducteur peut être émettrice de rayonnement, le rayonnement pouvant être émis à partir du premier élément d'accumulation de charges ou du deuxième élément d'accumulation de charges ou du premier élément d' 15 accumulation de charges et du deuxième élément d'accumulation de charges avec une nature sensible et répondant aux charges accumulées ou emmagasinées dans cet élément ou dans ces éléments- Le semiconducteur peut par exemple être du silicium (qui n'est pas électroluminescent) ou de l'arséniure de gallium (qui est élec-20 troluminescent)- La couche électriquement isolante peut par exemple être constituée par une sous-couche de bioxyde de silicium et une sous-couche de nitrure de silicium. Les régions de matériau électriquement conducteur peuvent par exemple être constituées en aluminium (qui n'est pas très transparent) ou en oxyde d'étain (qui est 25 très notablement transparent à la lumière). L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-anne-xés, lesquels complément et dessins concernent différents modes de réalisation de l'invention choisis à titre d'exemples non limitatifs 30 et sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication- Les fig- 1 et 2, de ces dessins, représentent schématiquement, en coupe transversale partielle et à une échelle fortement agrandie, des dispositifs semiconducteurs qui sont le siège d'une accumulation de charges. 35 Les fig. 3 et 4 sont des graphiques illustrant la variation, en fonction du logarithme du temps f (porté en ordonnées), de la quantité Q de charge positive emmagasinée par le dispositif semiconducteur décrit en se référant à la fig. 1 (cette quantité Q étant portée en abscisses), pour des tensions électriques Vq. respectivement 40 positive et négative appliquées à son électrode de porte. 72 05908 5 2126277 La fig. 4a est un graphique illustrant la variation, en fonction du logarithme du temps T* (porté en ordonnées), de la quantité Q (portée en abscisses) de charge positive emmagasinée par le dispositif de la fig. 1 pour une série de tensions électriques négatives 5 Vg appliquées à son électrode de porte. La fig. 5 est un diagramme plan, présenté partiellement sous la forme de circuits, d'un dispositif semiconducteur à accumulation de charges utilisable pour détecter de la lumière. La fig. 6 représente schématiquement, en coupe transversale et 10 à une échelle fortement agrandie, une rangée d'éléments du dispositif représenté fig. 5. La fig- 7 représente schématiquement, en coupe transversale et à une échelle fortement agrandie, une colonne d'éléments du dispositif représenté fig. 5. 15 La fig. 8 montre en coupe transversale et à une échelle forte ment agrandie une portion d'un dispositif comportant une métallisa-tion sur deux niveaux. La fig. 9, enfin, est un diagramme de circuits d'un dispositif d'accumulation de charges. 20 La fig. 1 représente donc schématiquement, en coupe transversa le et à une échelle fortement agrandie, une portion d'un dispositif semiconducteur qui est le siège d'une accumulation de charges- Une pièce 1 de silicium préparée d'une manière classique, par exemple en ayant recours à la technique de raffinage par zones, est du type n, 25 possède une résistivité d'environ 5 ohms-cm et a une surface qui a été attaquée et polie d'une manière classique. On a fait croître une couche 2 en bioxyde de silicium SiO^ d'une manière classique sur la surface de la pièce 1, par exemple à partir d'un courant d'oxygène humide à une température comprise entre 600 et 900°C. On a fait 30 croître une couche 3 en nitrure de silicium, Si^H^, sur la surface de la couche 2. La couche 3 a une épaisseur comprise entre environ oo o 100 A et environ 2000 A, et qui est habituellement d'environ 800 A ; on a fait croître cette couche d'une manière classique, par exemple en ayant recours à la réaction de silane et d'ammoniac à 900°C. Une 35 région constituant une porte 4 en matériau conducteur, qui peut être de l'aluminium, est formée sur la surface de la couche 3 en nitrure de silicium en opérant d'une manière classique, par exemple en déposant une couche de matériau conducteur sur la surface dé la couche 3 en nitrure de silicium et en attaquant la couche de matériau conduc-40 teur de manière à former sélectivement plusieurs régions comportant 72 05908 6 2126277 la région de porte 4. Une région 2a de pièges de transporteurs de courant existe à 1' interface séparant la couche 2 de la couche 3. Si la partie de la couche 2 en bioxyde de silicium représentée au-dessous de la couche 0 5 3 en nitrure de silicium a une épaisseur d'environ 20 A, il est possible à des électrons de passer au travers de la couche 2 en la perçant de manière à pénétrer dans la région 2a de pièges ou à sortir de cette région 2a» Par exemple, si une forte tension électrique positive est appliquée à la région de porte 4 par rapport à la pièce 10 1 de silicium, des électrons provenant de la pièce 1 de silicium de type n se trouvent attirés vers la région 2a de pièges et pénètrent dans cette région 2a de pièges en passant au travers de la couche 2. Si une forte tension électrique négative est appliquée à la région de porte 4 par rapport à la pièce 1 de silicium, des électrons rega-15 gnent la pièce 1 de silicium- Si les pièges particuliers de la région 2a sont eux-mêmes donneurs d'électrons, alors la région 2a retient une charge nette (ou résultante) positive quand les électrons s'éloignent à partir de la région 2a qu'ils sont traversée. Cette région de charge positive est ensuite utilisable pour représenter 20 une information ou un état "1" qui subsiste jusqu'à ce qu'une impulsion d'effacement, c'est-à-dire un potentiel positif, soit appliqué à la région de'porte 4. Le dispositif semiconducteur décrit ci-dessus en se référant à la fig- 1 constitue un élément d'accumulation de charges (que l'on 25 peut, à titre de variante, dénommer un condensateur d'accumulation ou de stockage de charges), et cet élément peut constituer une partie d'un réseau. Les portions de la couche 2 en bioxyde de silicium, de la région 2a de pièges et de la région superficielle, de la pièce 1 de silicium qui constituent l'élément sont définies par la portion 30 (de la couche 2) et les portions (de la région 2a et de la surface de la pièce 1 de silicium) adjacentes à la région de porte 4 et où un nombre significatif de transporteurs de charges sont affectés par des tensions électriques appliquées à la région de porte 4 de façon telle qu'ils puissent intervenir dans le processus d'accumulation 35 des charges. La fig. 2 montre, en coupe transversale partielle et à une échelle fortement agrandie, un dispositif semiconducteur selon la technique antérieure et dont le fonctionnement s'accompagne d'une accumulation de charges ; cette fig. 2 illustre la structure d'un élément 40 classique qui serait utilisable dans un dispositif réticulé du type 72 05908 7 2126277 mémoire classique capable d'ECRIRE, LIRE et EFFACER. La pièce 1 de silicium, les couches 2 et 3 respectivement constituées par du bioxyde de silicium et par du nitrure de silicium, la région 2a de pièges et la région de porte 4 sont identiques à celles décrites ci-5 dessus en se référant à la fig- 1• Mais dans le dispositif que représente la fig- 2, toutefois, la couche 3 en nitrure de silicium et la région de porte 4 sont attaquées d'une manière classique de façon telle que la couche 3 possède une surface développée légèrement plus grande que celle de la région 4 en laissant subsister une 10 zone, entourant en plan la région 4, ne comportant pas de matériau conducteur sur elle-. Une région-source 5 de type p et une région de drainage 6 de type p sont formées dans la surface de la pièce 1 de silicium par des moyens classiques, par exemple en faisant diffuser du bore dans le silicium jusqu'à une profondeur d'environ 3 microns-15 Les régions 5 et 6 sont respectivement formées dans le voisinage immédiat des extrémités de la couche 3 en nitrure de silicium et de la région de porte 4- Le reste de la surface de la pièce 1 de silicium (à l'exclusion de toutes régions contenant d'autres éléments d'accumulation de charges assimilables à celui décrit en se référant à la 0 20 fig. 2) est recouvert d'une épaisse couche 7 (d'environ 10.000 A) en bioxyde de silicium» La couche 7 contient une région 8 au-dessus de la région-source 5 et une région 9 au-dessus de la région de drainage 6, lesquelles régions 8 et 9 sont attaquées d'une manière classique afin de permettre à d'autres régions 10 et 11 en matériau con-25 ducteur d'être classiquement déposées afin d'établir un contact électrique respectivement avec la région-source 5 et avec la région de drainage 6. La région 10 , la région 11 et la région de porte 4 en matériau conducteur peuvent toutes être formées simultanément d'une manière classique en recouvrant la totalité de la surface du disposi-30 tif avec une seule et unique couche d'un matériau conducteur tel que de l'aluminium puis en attaquant sélectivement cette couche- En cours de fonctionnement, les propriétés d'accumulation de charges de l'élément sont assimilables à celles du dispositif décrit en se référant à la fig- 1• Toutefois, dans le présent cas, le dis-35 positif constitue aussi un transistor à effet de champ- Si la région de drainage 6 est polarisée régativement, par rapport à la région-source 5, par application d'une tension électrique à la région 11 en matériau conducteur, et si une tension négative est appliquée à la région de porte 4, il est possible de former une couche d' 40 inversion 12 (c'est-à-dire un canal de type p induit) entre la ré 72 05908 8 2126277 gion-source 5 et la région de drainage 6 à la surface de la pièce 1 de silicium. Lors du fonctionnement de l'élément d'accumulation complet décrit en se référant à la fig. 2, son état (c'est-à-dire si une char-5 ge positive est ou non stockée dans la région 2a de pièges) est déterminé en mesurant le seuil du transistor. Pour cela, on applique à la région-porte 4 un potentiel négatif suffisant pour provoquer la formation de la couche d'inversion 12, mais insuffisant pour transférer des électrons entre la région 2a de pièges et la pièce 1 de sili-10 cium. Si une charge positive se trouve contenue dans la région 2a de pièges, elle impose une modification au champ électrique appliqué à la région-porte 4 et oblige la tension électrique de seuil du transistor, c'est-à-dire la tension à laquelle la couche d'inversion 12 est formée, à augmenter jusqu'à une valeur plus négative. 15 Un dispositif réticulé d'accumulation du type mémoire contenant un ensemble réticulé (ou réseau) d'éléments d'accumulation de charges identiques à l'élément décrit en se référant à la fig* 2 peut être fabriqué en ayant recours à la technologie classique des circuits intégrés, selon laquelle la formation des diverses parties des 20 éléments est réalisée en un seul stade pour tous les éléments- Le stade de diffusion, au cours duquel les régions 5 et 6 et d'autres régions identiques sont formées, est souvent coûteux, difficile à exécuter, et il constitue souvent un facteur majeur contribuant à abaisser les rendements de production pour un lot donné-25 Les fig- 3, 4 et 4a sont des graphiques pour l'établissement desquels on a porté en ordonnées le logarithme du temps T et en abscisses la quantité Q de charge positive accumulée dans la région 2a de pièges dans le dispositif décrit en se référant à la fig- 1 pour des tensions de porte ou de déclenchement Vç respectivement 30 positives (fig- 3) et négatives (fig- 4 et 4a) appliquées à la région-porte 4- La quantité Q de charge positive peut être convenablement mesurée et définie comme étant égale à VQ - où. est une constante et VFB est la "tension de bande plate", c'est-à-dire la tension électrique particulière à laquelle les bandes de valence 35 et de conduction du silicium de la pièce 1 passent par un stade horizontal avant de s'incliner vers le haut et vers le bas quand on fait varier la tension électrique appliquée aux bornes du matériau. Les graphiques des fig. 3, 4 et 4a sont des expressions typiques des résultats qui ont été trouvés expérimentalement sur cLes dispositifs 40 établis et réalisés conformément à la présente invention. 72 05908 9 2126277 le dispositif décrit en se référant à la fig» 1 est représenté fig. 3 comme se trouvant initialement dans l'état d'information ou "1". Cet état est défini par une quantité de charge positive contenue dans la région 2a de pièges, lors des impulsions de ten-5 sion sont appliquées à la région-porte 4, des électrons sont attirés jusque dans les pièges de la région 2a- Ceci représente une diminution de la quantité de charge positive stockée. On a montré quatre branche s du graphique représentant des valeurs variables de la "tension de porte appliquée ; lorsque la tension de porte Vq_ croit 10 positivement, le temps T (et donc log"C ) nécessaire pour attirer un nombre donné d'électrons jusqu'à la région 2a et donc pour perdre une quantité Q de charge positive est diminué. la fig- 4 représente le dispositif décrit en se référant à la fig. 1 comme possédant initialement une quantité Q£ de charge positi-15 ve stockée dans la région 2a. Dans ce cas, le graphique comporte deux branches : une branche (a) et une branche (b). la branche (a) représente le fonctionnement quand aucune source (autre qu'une production thermique de transporteurs minoritaires) de transporteurs de charge positive n'est présente dans la région superficielle de la 20 pièce 1 de silicium, la branche (b) représente le fonctionnement quand une telle source est présente. Dans la branche (a.), une tension négative appliquée à la région-porte 4 a pour effet de faire croître la quantité Q de charge positive stockée après un temps • Dans la branche (b), une tension négative de la même grandeur que 25 celle appliquée dans la branche (a) a pour effet que la quantité Q de charge positive stockée augmente après un temps T""2 beaucoup plus bref, la différence entre la réponse relativement lente dans la branche (a) et la réponse très rapide dans la branche (b) s'explique de la manière suivante : dans la branche (a), quand une tension 30 négative est appliquée entre la région-porte 4 et la pièce 1 de silicium, des transporteurs majoritaires (électrons) disparaissent de la région superficielle de la pièce 1 de silicium pour gagner le corps de cette pièce tandis que des transporteurs minoritaires (trous) sonb continuellement engendrés thermiquement, sont attirés vers la surface 35 de la pièce 1 de silicium et commencent à s'y accumuler. Quandla tension est d'abord appliquée à la région-porte 4, la majeure partie en apparaît aux bornes de la pièce 1 de silicium- Mais au fur et à mesure que des trous s'accumulent, la proportion de la tension apparaissant aux bornes de la. couche 2 en bioxyde de silicium augmente 40 car la proportion de la tension apparaissant aux bornes de la région 72 05908 10 2126277 superficielle avoisinante de la pièce 1 de silicium où les trous s1 accumulent diminue- Après un temps , l'intensité de champ électrique apparaissant aux bornes de la couche 2 en bioxyde de silicium est suffisante pour permettre un cheminement des transporteurs de 5 charge au travers de la couche 2 en bioxyde de silicium. Dans la branche (b), la source de transporteurs de charge positive dans la région superficielle de la pièce 1 de silicium fournit suffisamment de transporteurs de charge positive (trous) après un très bref temps r2 pour produire l'intensité de champ électrique nécessaire pour 10 permettre un cheminement au travers de la couche 2 en bioxyde de silicium* Si une série de diverses tensions de porte négatives sont appliquées à la région-porte 4, il en résulte un effet représenté par le graphique de la fig. 4a. Pour quatre valeurs de tension , V2> 15 V3, V4, et si [V4]>[v5]>lv2]>[v ■j] , il se forme deux familles de caractéristiques, l'une représentant les courbes de la branche (a), dessinées en trait plein, et l'autre représentant les courbes de la branche (b), dessinées en trait interrompu. L'effet de faire croître la tension de porte Vq. négativement pour une branche donnée (que 20 ce soit la branche (a) ou la branche (b)) consiste à abréger le temps r nécessaire pour accumuler ou stocker une quantité Q donnéë de charge positive dans la région 2a de pièges. Les courbes de la branche (a) peuvent recouvrir les courbes de la branche (b), comme le montre par exemple la fig- 4a, mais ceci ne se produit que lorsque 25 la tension dans le cas d'une courbe de la branche (a) est d'une valeur négative beaucoup plus élevée que celle établie dans le cas de la courbe de la branche (b). La source d'injection de transporteurs de charge positive à la surface de la pièce 1 de silicium conduisant à un fonctionnement 30 sous la forme de la branche (b) de la fig- 4 peut être constituée par les électrodes de source et de drainage comme dans le dispositif décrit en se référant à la fig- 2 (qui contient la région-source 5 et la région de drainage 6). Toutefois, il est, dans quelques applications découvertes lors de la mise au point de la présente inventi-35 on, avantageux de ne pas prévoir de telles régions servant d'électrode-source et d'électrode de drainage étant donné qu'il est possible, dans de telles applications, de procéder d'autres manières intéressantes pour injecter des transporteurs de charge. Un cas particulier comprend une irradiation de la pièce 1 de silicium avec de la lumière 40 ou un autre rayonnement. Ceci a pour effet d'engendrer des paires 72 05908 n 2126277 électron-trou qui produisent les trous positifs pour le mode de fonctionnement représenté par la branche (b) de la fig. 4. La différence dans la durée du temps T^(et donc dans son logarithme) nécessaire pour accumuler et stocker une quantité Q donnée de charge positive 5 dans la région 2a de pièges pour une tension de porte donnée peut être de beaucoup inférieure (pour une température donnée) quand la pièce 1 de silicium est irradiée que lorsque cette pièce 1 de silicium n'est pas irradiée ou ne contient aucune autre source de transporteurs de charge positive (autres que ses propres transporteurs 10 minoritaires). On peut donc tirer parti de la différence entre la branche (a) et la branche (b) pour produire un détecteur de lumière ou de rayonnement. Par exemple, si l'épaisseur de la couche 2 en bioxyde de sili-o cium est de 20 A et si l'épaisseur de la couche 3 en nitrure de sili-o 15 cium est de 900 A, il est possible, avec une tension de déclenchement Yq d'environ 45 volts appliquée à la région-porte 4 pendant un laps de temps d'une durée de 100 millisecondes, de produire un déplacement d'environ 18 volts de la tension de bande plate pour un _2 éclairement en lumière blanche d'environ 95 lumens cm • Il est pos-20 sible, dans des conditions opératoires similaires, de produire des déplacements de la tension de bande plate compris entre environ 0 volt et environ 18 volts pour des éclairements en lumière blanche _2 compris entre 0 et 95 lumens cm , de tels déplacements étant proportionnels à 1'éclairement• D'une manière analogue, la différence en-25 tre la branche (a) et la branche (b) de la fig. 4 est une fonction de la longueur d'onde du rayonnement. Autrement dit, aussi bien le temps r nécessaire pour stocker une quantité Q donnée de charge positive que la quantité Q de charge positive accumulée pendant un temps T" donné pour une tension donnée et pour une intensité de 30 rayonnement donnée sont fonctions de la longueur d'onde du rayonnement. On peut donc avoir recours à l'une ou à l'autre de ces quantités pour fournir une mesure de la longueur d'onde du rayonnement qui peut être monochromâtique• (Les fonctions seront déterminées par la variation spectrale du rendement quantique du matériau de la 35 pièce 1, que l'on connaît). La fig. 5 représente schématiquement en plan, et en partie sous la forme de schémas de circuits, un dispositif semiconducteur réalisé conformément à la présente invention et que l'on peut utiliser pour détecter de la lumière• Le dispositif contient 24 condensa-40 teurs d'accumulation de charge chacun identique au dispositif décrit 72 05908 12 2126277 en se référant à la fig. 1 et qui sont répartis en un réseau comportant quatre rangées et six colonnes- La première rangée de condensateurs dans ledit réseau est constituée par les condensateurs C-.j ^, ®12» ®13» ^14» S 5 C16* "^a deuxièaie rangée de condensateurs dans 5 le susdit réseau comprend les condensateurs , ^22' ^23' ^24' ^25 et La troisième rangée de condensateurs dans ledit réseau comprend les condensateurs , 0^» ^33» ^34» ^35 e"k ^36* (lua~ trième rangée de condensateurs dans le susdit réseau est constituée par les condensateurs , C42, ^43» ^44> ^45 C46* Première 10 colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs C11, C21, et . La deuxième colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs ci2» C22' C^2 e"t ^42* "troisième colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs 0^, G23» et 0^. La qua-15 trième colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs ci4» ^24' ^34 ^44" cinquième colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs ^15' ^25' ^35 ^45' "*"a sixième colonne de condensateurs dans le réseau est constituée par les condensateurs C^g, ^26* ^36 ^46* 20 La colonne constituée par les condensateurs 0^, *""21 ' ^31 ^41 es^ connectée à une électrode de porte commune • L'une manière analogue, la colonne constituée par les condensateurs 0^2, C22, C-j2 C42 est connectée à une électrode de porte commune G-2 ; la colonne constituée par les condensateurs 0^, C^ et G^ est connectée 25 à une électrode de porte commune ; la colonne constituée par les condensateurs G24» °34 e-fc C44 es't connectée à une électrode de porte commune &4 ; la colonne constituée par les condensateurs 0^5» ^25» ^35 ^45 es^ connectée à une électrode de porte commune G^, et la colonne constituée par les condensateurs C-ig» ^26' ^36 ^46 es^ 30 connectéeà une électrode de porte commune Gg. Des électrodes-eouroee S.j, S2, et constituées chacune par une région de type p diffusée sont contenues à une extrémité des rangées comprenant respectivement les condensateurs 011, et C41. Des électrodes de drainage , I>2, et constituées chacune par une région de type 35 p différente sont contenues à l'autre extrémité des susdites rangées respectives. Les électrodes-sources , S2, et sont contenues à une extrémité du condensateur , à une extrémité du condensateur C12, à une extrémité du condensateur et à une extrémité du condensateur respectivement, d'une manière analogue à celle dont 40 la région-source 5 est contenue à une extrémité du dispositif décrit 72 05908 13 2126277 en se référant à la fig- 2. Similairement, les électrodes de drainage D.j, I>2, et D^ sont contenues à une extrémité du condensateur à une extrémité du condensateur C2g, à une extrémité du condensateur et à une extrémité du condensateur C^g, respectivement, 5 d'une manière analogue à celle dont la région de drainage 6 est contenue à une extrémité du dispositif décrit en se référant à la fig. 2. Les électrodes-sources ^, S2, et sont respectivement connectées à des bornes externes électriquement conductrices , I2, ^3 et tandis que les électrodes de drainage sont respectivement con-10 nectées à des bornes externes électriquement conductrices ïg, et Tg. La fig. 6 montre schématiquement, en coupe transversale, le dispositif décrit ci-dessus en se référant à la fig. 5« On y voit le schéma en coupe de la rangée de condensateurs c-| 1 > c-i2' ^13' C14» 15 Ci^ et Ci g ; on y trouve également représentées l'électrode-source S.| et sa borne , ainsi que l'électrode de drainage et sa borne I[j. Les bornes et sont dans ce cas représentées sous leur forme pratique (et non plus sous leur forme symbolique d'éléments de circuit comme dans la fig. 5). Les bornes et sont respective-20 ment identiques aux régions 10 et 11 du dispositif décrit ci-dessus en se référant à la fig. 2. Les bornes et T^ conduisent aussi, en pratique, à des plots classiques en aluminium ou analogues sur lesquels des connexions en or ou analogues sont réalisées d'une manière classique. Dans le dispositif décrit en se référant aux fig. 25 5 et 6, la pièce 1 de silicium, la couche 2 en bioxyde de silicium, la couche 3 en nitrure de silicium, la région 2a de pièges et la région 4 de porte de chaque condensateur (par opposition aux électro-des-portes communes G\j, G^,, ^3» &4» ^5 s0n't toutes identiques aux éléments respectivement correspondants, à savoir la pièce 1 de 30 silicium, la couche 2 en bioxyde de silicium, la couche 3 en nitrure de silicium, la région 2a de pièges et la région-porte 4, du dispositif décrit ci-dessus en se référant à la fig. 1 • La fig. 7 montre schématiquement, en coupe selon un autre plan, le dispositif décrit ci-dessus en se référant à la fig. 5. On y 35 trouve représentées la colonne de condensateurs c-j2> C22' C32 °42 ainsi que l'électrode-porte commune G^* Dans ce cas, la couche 3 en nitrure de silicium est attaquée dans ses régions ne formant pas les susdits condensateurs C^2» C22» C32 °42 :forme des îiots 3a, 3b, 3c et 3d respectivement dans les condensateurs ^-J2» ^22» ^32 ^42* 40 La couche 2 en bioxyde de silicium est reconstituée d'une manière 72 05908 14 2126277 0 classique jusqu'à une épaisseur d'environ 5000 A dans les régions ne formant pas les condensateurs. Les interconnexions entre les condensateurs dans la rangée sont formées par de minces bandes 13, 14 et 15 du matériau électriquement 5 conducteur dont sont faites les régions-portes 4. L'électrode-porte commune Cr2 (représentée sous sa forme pratique et non plus sous sa forme symbolique d'élément de circuit comme sur la fig. 5) est simplement un conducteur aboutissant à un plot classique (non représenté) auquel une connexion externe (non représentée) peut être classi-10 quement liée. Les rangées de condensateurs, les électrodes-sources, les électrodes de drainage et leurs bornes autres que celles représentées fig. 6 sont construites respectivement de la même manière que celle décrite en se référant à la fig- 6. De même, les colonnes de conden-15 sateurs et leurs électrodes-portes communes autres que celles représentées fig. 7 sont construites respectivement de la même manière que celle décrite en se référant à la fig. 7. Une encapsulation du dispositif décrit en se référant aux fig. 5, 6 et 7 est réalisable en ayant recours aux techniques normales en 20 matière d'encapsulation de circuits intégrés» On peut illuminer le dispositif des fig» 5, 6 et 7 à partir d'une source lumineuse S. On peut permettre à la lumière d'atteindre la région superficielle de la pièce 1 de silicium en établissant la région-porte 4 de chaque condensateur en un matériau transparent (tel 25 que de l'oxyde d'étain). A titre de variante, si la pièce 1 de silicium est mince, la source lumineuse S peut être disposée dans le voisinage immédiat de la surface de la pièce 1 de silicium se trouvant à l'opposé de celle contenant les condensateurs. Si de la lumière tombe sur la surface près de la couche isolante 2 de la pièce 1 de 30 silicium, elle produit l'effet décrit ci-dessus à propos de la branche (b) de la fig. 4, à savoir une modification de la quantité Q de charge accumulée dans la région 2a de pièges en un temps T donné et pour une tension de porte Vq. donnée, du temps T" pris pour accumuler une quantité Q donnée de charge pour une tension de porte Vg_ don-35 née, et de la tension de porte nécessaire pour accumuler une quantité Q donnée de charge en un temps f donné. Supposons que la quantité Q de charge accumulée pendant un temps T* donné et à une tension de porte Vq serve à mesurer 1'éclairement et que chacun des condensateurs constituant le réseau possède une 40 charge accumulée différente. Cette charge accumulée peut être de 1' 72 05908 15 2126277 une ou de l'autre de seulement deux valeurs selon que de la lumière éclaire ou n'éclaire pas, ou bien sa valeur peut être une des valeurs du continuum de valeurs entre ces deux limites. La source lumineuse 8 peut, par exemple, représenter une scène ou image, et la 5 charge accumulée dans chacun des divers condensateurs peut varier d' une manière qui correspond à diverses intensités dans l'étendue de cette image. La quantité de charge accumulée par chaque condensateur peut être lue comme suit : One colonne particulière de condensateurs et leur électrode-10 porte commune sont d'abord sélectionnées, par exemple la colonne contenant les condensateurs C^, C^, et leur électrode- porte commune G^. Les autres électrodes-portes communes , G^, G-^, et Gg sont toutes maintenues à une tension négative (normalement environ -20 volts) suffisante pour provoquer la formation d'une cou-15 che d'inversion dans la portion de la région superficielle de la pièce 1 de silicium de chacun des condensateurs dans toutes les autres rangées, c'est-à-dire à l'exception de celle qui a été sélectionnée. Une tension convenable (normalement environ -10 volts) est appliquée entre chaque électrode-source et l'électrode de drainage correspon-20 dante dans la même rangée pour rendre possible la formation de ces couches d'inversion. Une impulsion de tension (de normalement environ -20 volts) est alors appliquée à l'électrode-porte commune G-^. S'il n'y a que deux valeurs de charge en jeu, correspondant à de la lumière tombant ou ne tombant pas sur la pièce 1 de silicium, alors 25 on obtient soit du courant, soit pas de courant (ou bien, à titre de variante, soit une faible intensité de courant, soit une intensité de courant plus forte) à chaque électrode de drainage. Par conséquent, une mesure de l'intensité du courant passant à chaque électrode de drainage constitue une mesure de la quantité de charge stockée dans 30 le condensateur (dans la colonne sélectionnée) situé dans la même rangée que cette électrode de drainage- S'il est possible pour chaque condensateur de posséder une valeur d'une série de valeurs de charge, alors la quantité de charge stockée dans chaque condensateur peut être lue par l'une des deux méthodes suivantes» La première mé-35 thode consiste à appliquer une série de différentes impulsions de tension de différentes grandeurs aux électrodes-portes communes G^ de la colonne sous sélection. A différentes tensions particulières dans cette série, des couches d'inversion peuvent se former à l'intérieur de chaque condensateur (dans la région superficielle de la piè-40 ce 1 de silicium) dans la colonne sous sélection, ce qui permet le 72 05908 16 2126277 passage d'un courant à l'électrode de drainage située dans la même rangée que ce condensateur. La tension à laquelle du courant commence à passer à l'électrode de drainage fournit donc une mesure de la charge stockée dans le condensateur situé dans cette rangée (et 5 dans la colonne sous sélection). La deuxième méthode consiste essentiellement à appliquer une impulsion de tension dont la grandeur croît comme une fonction connue du temps à l'électrode-porte commune /que bi le temps nécessaire pour/au courant commence à passer à l'électrode de drainage appropriée (c'est-à-dire le temps qu'il faut 10 pour former une couche d'inversion à l'intérieur du condensateur sous sélection dans cette rangée) est alors mesuré, il constitue une mesure de la quantité de charge stockée dans le condensateur situé dans la même rangée que cette électrode de drainage- Sn prenant une colonne particulière à un certain instant et en 15 interrogeant tour à tour chaque condensateur dans la colonne de la manière décrite ci-dessus, il est possible d'explorer l'état de l'ensemble du réseau, soit d'une manière répétée, soit à intervalles convenables. Afin de permettre aux couches d'inversion de s'étendre entre 20 condensateurs voisins dans une rangée, il est nécessaire de donner une faible valeur à l'espacement le long des rangées entre condensateurs voisins. Par exemple, les régions-portes 4 entre condensateurs voisins le long des rangées peuvent être séparées d'une distance d'environ deux microns. 25 A titre de variante, l'utilisation d'un silicium de type p à la place d'un silicium de type n dans la pièce 1 ou d'une couche 3 en nitrure de silicium que l'on a fait croître d'une manière classique de façon telle que la charge résiduelle stockée dans la région 2a de pièges soit négative au lieu d'être positive peut faciliter la forma-30 tion de couches d'inversion. Une autre méthode possible permettant de faciliter la formation des couches d'inversion consiste à prévoir une "métallisation sur deux niveaux". La fig. 8 montre schématiquement, en coupe grossie, un dispositif comportant une métallisation sur deux niveaux- Une 35 autre couche 16 en bioxyde de silicium est admise à croître sur la région conductrice 4. Une autre région 17 en matériau conducteur est déposée sur la couche 16 de façon telle qu'elle déborde sur les deux régions-portes 4 voisines. Une tension électrique (dépendant de l'épaisseur de la couche 16 mais habituellement comprise entre environ 40 -15 et environ -25 volts) supérieure à celle (environ -10 volts) ap 72 05908 17 2126277 pliquée à ^§.^%s§^ion~Po:r"':e 4 pour faire apparaître une couche d' inversion/d'elle est appliquée à la région 17 et ceci a pour effet de faire se rencontrer les couches d'inversion au-dessous des régions-portes 4 voisines- Chaque paire de condensateurs voisins se 5 trouvant tous deux dans la même rangée (et cela pour n'importe laquelle des rangées de l'ensemble constituant le réseau) est pourvue de la métallisation sur deux niveaux d'une manière identique- Le dispositif décrit en se référant aux fig- 5, 6 et 7 n'est pas obligatoirement utilisé comme détecteur de lumière- Il peut ser-10 vir de dispositif d'accumulation de charges réalisant une accumulation de charges à partir d'entrées électriques. Supposons que l'on désire inscrire (écrire) de l'information électriquement dans le condensateur C^. On applique à l'électrode-porte commune G^ une impulsion de tension négative ayant une durée et une amplitude suffisantes 15 pour provoquer une accumulation de charge. Une telle accumulation peut intervenir si des transporteurs de charge sont injectés à partir de l'électrode-source jusque dans la région de la pièce 1 de silicium située au-dessous du condensateur C^. Ceci n'est possible que si des transporteurs de charge sont injectés à partir de l'élec-20 trode-source le long de la surface de la pièce 1 de silicium. Des transporteurs de charge peuvent être injectés au travers des condensateurs , C^2 et C^ sans qu'il en résulte une accumulation de charge dans ces derniers condensateurs en appliquant des tensions électriques à leurs électrodes-portes communes respectives , CL, et 25 Gj pendant un laps de temps d'une durée assez longue pour injecter les transporteurs de charge le long de la pièce 1 de silicium mais pas assez longue pour que les condensateurs C^, C^2 et C^ accumulent une charge à ces tensions de porte appliquées particulières (habituellement environ -20 volts). De cette manière, une charge peut 30 être emmagasinée dans un condensateur sélectionné quelconque faisant partie du réseau. Cette charge peut être "lue" de la manière décrite ci-dessus- Il n'est pas nécessaire que le dispositif décrit en se référant à la fig. 5 comporte 24 condensateurs répartis en un réseau de 4 x 6. 35 Par exemple, en pratique, un tel réseau peut comporter des centaines de condensateurs. On va maintenant décrire un autre mode opératoire, permettant d' écrire, lire et effacer de l'information par accumulation de charges, en se référant à la fig. 9 qui est un diagramme de circuit d'un dis-40 positif semiconducteur à accumulation de charges. Le.dispositif en 72 05908 18 2126277 question est constitué par une matrice de condensateurs d'accumulation de charges identiques à ceux décrits en se référant à la fig» 5 et des moyens pour écrire électriquement (c'est-à-dire stocker, inscrire ou "adresser") de l'information dans les condensateurs et 5 pour lire ou effacer électriquement l'information ainsi stockée» le réseau de condensateurs d'accumulation de charges comprend une première rangée contenant un condensateur 01 A, un condensateur C2A et un condensateur C3A ; une deuxième rangée contenant un condensateur C1B, un condensateur C2B et un condensateur C3B j une 10 troisième rangée contenant un condensateur C1C, un condensateur C2C et un condensateur 030 ; et une quatrième rangée contenant un condensateur C1D, un condensateur C2D et un condensateur C3D. Une première colonne est formée par le condensateur C1A, le condensateur C1B, le condensateur C1C et le condensateur C1D. Une deuxième colonne 15 est formée par le condensateur C2A, le condensateur C2B, le condensateur C2C et le condenseteur C2D ; et une troisième colonne est formée par le condensateur C3A, le condensateur C3B , le condensateur C3C et le condensateur C3D. les électrodes-portes des condensateurs CIA, C1B, G1C et C1D sont chacune connectées à un conducteur ¥3» Les 20 électrodes-portes des condensateurs C2A, C2B, C2C et C2D sont chacune connectées à un conducteur W4, et les électrodes-portes des condensateurs C3A, G3B, C3C et C3D sont chacune connectées à un conducteur W5» Un canal séparé peut être produit le long d'un parcours au tra-25 vers de chaque rangée de condensateurs au moyen de l'application de tensions électriques adéquates à chacune des électrodes-portes des condensateurs de la même manière que celle décrite ci-dessus en se référant aux fig» 5, 6 et 7» De telles tensions sont appliquées par l'intermédiaire des conducteurs W3, W4 et W5» De cette manière, un 30 canal CH1 peut être formé le long d'un parcours au travers de la rangée de condensateurs C1A, G2A et C3A ; un canal CH2 peut être formé le long d'un parcours au travers de la rangée de condensateurs CIB, G2B et C3B ; un canal CH3 peut être formé le long d'un parcours au travers de la rangée de condensateurs C1C, C2C et C3C, et un canaL 35 0H4 peut être formé le long d'un parcours au travers de la rangée de condensateurs C1D, C2D et C3D. Un commutateur SW1 est disposé de manière à connecter le canal GH1 (chaque fois qu'il est formé), à son extrémité la plus proche du condensateur C1A, soit à un conducteur W1 maintenu à un potentiel négatif soit à un conducteur W2 maintenu au potentiel de la ter- 72 05908 19 2126277 re« D'une manière analogue, des commutateurs S¥2, S¥3 et S¥4 sont disposés de façon à connecter les canaux CH2, CH3 et CH4 (chaque fois qu'ils se forment), à leurs extrémités les plus proches des condensar-teurs C1B, G1C et C1D respectivement, soit au conducteur ¥1, soit au 5 conducteur W2. A leurs autres extrémités (les plus proches des condensateurs C3A, C3B, C3C et C3D, respectivement), les canaux CH1, CH2, CH3 et CH4 peuvent être connectés (s'ils sont formés), au travers de résistances A1, &2, B.3 et R4 respectivement, à un conducteur ¥6 maintenu au même potentiel négatif que le conducteur ¥1. Un 10 courant de sortie dans les canaux CH1, GH2, CH3 et CH4 peut être détecté aux bornes de sortie 0P1, 0P2, 0P3 et 0P4 connectées respectivement entre le condensateur C3A et la résistance R1, entre le condensateur C3B et la résistance R2, entre le condensateur C3C et la résistance R3 et entre le condensateur C3D et la résistance R4. 15 En pratique, les, conducteurs ¥1 , ¥2 peuvent être chacun une seule et unique électrode-source connectée à un conducteur métallique maintenu au potentiel approprié, tandis que le conducteur W6 peut être une seule et unique électrode de drainage connectée à un conducteur métallique maintenu au potentiel approprié- Aussi, les commuta-20 teurs S¥1, S¥2, 3¥3 et S¥4 (représentés d'une manière classique sur la fig- 9) peuvent être chacun un commutateur du type transistor et peuvent être intégrés à l'intérieur de la même pièce de matériau semiconducteur que les condensateurs d'accumulation de charges- On peut décrire comme suit le fonctionnement du dispositif dé-25 crit ci-dessus en se référant à la fig- 9- De l'information sous la forme de charge accumulée peut être écrite dans les condensateurs d' accumulation de charges, lue à partir de ces condensateurs ou effacée à partir de ces condensateurs, l'opération ECRIRE s'effectue comme suit. Un potentiel négatif (d'environ -10 volts) suffisant pour 30 produire les canaux CH1, CH2, CH3 et CH4 mais insuffisant pour provoquer une accumulation de charges dans n'importe lequel des condensateurs est appliqué à chacun des conducteurs ¥3, ¥4 et vf5 à partir de sources de tension classiques VS1, V32 et VS3 respectivement correspondantes- Supposons que l'on désire écrire de l'information dans 35 les condensateurs C1A et C1C mais non pas dans les condensateurs C1B et C1D. Les commutateurs SW1 et S¥3 sont actionnés de façon à connecter les canaux CH1 et CH3 au conducteur ¥2, et les commutateurs S¥2 et SW4 sont actionnés de façon à connecter les canaux CH2 et CH4 au conducteur ¥1. Une impulsion de tension négative superposée à 40 la tension est appliquée au conducteur ¥3- L'impulsion de tensi 72 05908 20 2126277 on Vg a une amplitude (environ 30 volts) et une durée (environ 10 microsecondes ou une durée plus longue) suffisantes pour provoquer une accumulation de charge dans les régions-pièges de la couche isolante d'un condensateur approprié quelconque. 5 la différence de potentiel entre l'électrode-porte et la pièce commune de matériau semiconducteur (c'est-à-dire les canaux CH1 et CH3) des condensateurs C1A et C1C est -Vg (pendant la durée de l'impulsion), et est suffisante pour qu'une accumulation de charges intervienne dans les condensateurs 01A et C1C. Aussi, la différence 10 de potentiel entre l'électrode-porte et la pièce commune de matériau semiconducteur (c'est-à-dire les canaux CH2 et CH4) des condensateurs C1B et C1D est -(Vg-Vp). ^a tension est typiquement égale à environ -10 volts. Par conséquent, la tension -(Vg-Vjj) est typiquement égale à environ -20 volts, ce qui n'est pas suffisant pour 15 qu'une accumulation de charges puisse intervenir dans les condensateurs C1B et C1D. L'opération ECRIRE est ensuite exécutée sur la rangée suivante. Au conducteur ¥4, on applique une impulsion de tension négative Vg tandis que les conducteurs W3 et W5 sont encore maintenus à un poten-20 tiel Vqjj d'environ -10 volts. Les commutateurs 3W1, 3W2, SW3 et 3W4 connectent chacun les canaux appropriés CH1, CH2, CH3 et CH4 soit au conducteur W2, soit au conducteur W1 selon que l'on désire ou on ne désire pas accumuler de la charge dans les condensateurs C2A, C2B, C2C et C2Df respective-25 ment. L'opération ECRIRE est ensuite exécutée dans la rengée suivante de la même manière. L'opération LIRE est exécutée sur chaque rangée en utilisant le même mode opératoire que l'un des modes opératoires décrits à propos du dispositif décrit en se référant à la fig. 5. Par exemple, si on 30 désire examiner les états de la colonne contenant les condensateurs C2A, C2B, C2C et C2D, une impulsion de tension négative ayant une amplitude VR (de typiquement environ 15 ou 20 volts pendant une durée d'environ 10 microsecondes) est appliquée au conducteur W4 pendant que des potentiels Vqjj (à nouveau d'environ -10 volts) sont appliqués 35 aux conducteurs W3 et W5. Les commutateurs 3W1, SW2, SW3 et SW4 sont actionnés de façon telle que les canaux CH1, CH2, CH3 et CH4 soient tous connectés au conducteur W2. Supposons que les condensateurs C2B et C2D se trouvent à un stade d'accumulation de charge tandis que les condensateurs C2A et C2C 40 ne s'y trouvent pas. L'impulsion provoque le passage d'un courant 72 05908 21 2126277 relativement intense aux bornes de sortie 0P2 et 0P4 et d'un courant relativement peu intense aux bornes de sortie 0P1 et QP3 de la manière décrite ci-dessus en se référant à la fig» 5» Les états des condensateurs dans les deux autres rangées sont 5 lus d'une façon similaire (une rangée à la fois). L'opération EFFACER s'exécute comme suit. Les commutateurs SW1, SW2, SW3 et SW4 sont tous connectés au conducteur W2. Une forte impulsion de tension positive ayant une amplitude (d'environ 30 volts ou plus) est appliquée à chacun des conducteurs W3, W4 et W5 10 pendant environ 10 microsecondes ou pendant plus longtemps. Chaque condensateur dans l'ensemble constituant le réseau est ainsi "effacé". A titre de variante, l'opération EFFACER peut être exécutée sélectivement d'une manière analogue à la mise en oeuvre de l'opéra-15 tion ECRIRE, mais l'impulsion de tension négative Vg appliquée à chacun des conducteurs W3, W4 et W5 étant à son tour remplacée par une impulsion de tension positive ayant une amplitude V-g. Les tensions électriques VCH> VS et Vg peuvent être appliquées à chacun des conducteurs W3, W4 ou W5 au moyen de sources de tension 20 classiques respectivement correspondantes VS3, VS4 et VS5. . La pièce 1 de silicium peut être remplacée, dans une variante de dispositif, par une pièce similaire mais qui contient un matériau semiconducteur autre que du silicium. Si le semiconducteur est électroluminescent, il est possible de réaliser l'opposé d'une détection 25 de lumière ou de rayonnement, c'est-à-dire une production de lumière ou de rayonnement. Ceci est réalisable en modifiant le dispositif décrit en se référant à la fig. 5 de façon telle qu'une impulsion de tension électrique puisse être appliquée à un condensateur; quelconque isolément, c'est-à-dire avec la région-porte 4 de chaque conden-30 sateur électriquement isolée des autres régions-portes 4. Une tension négative peut alors être appliquée à une région-porte 4 sélectionnée afin de provoquer un appauvrissement en électrons majoritaires dans la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et 4e laisser subsister une petite couche de trous minoritaires. 35 3i une impulsion de tension positive est ensuite soudainement appliquée à cette région-porte 4 particulière, des électrons se trouvent attirés à nouveau jusqu'à la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et se recombinent avec les trous minoritaires en provoquant une émission de rayonnement de recombinaison. Le ra-40 yonnement est observable en établissant la pièce de matériau semicon 72 05908 22 2126277 ducteur assez mince ou en formant les régions-portes 4 en un matériau électriquement conducteur transparent. Si l'un quelconque des condensateurs faisant partie de l'ensemble réticulé se trouve au stade d'accumulation de charge dans sa ré-5 gion de pièges de la manière décrite ci-dessus, alors la charge a pour effet de modifier les champs électriques appliqués. Par conséquent, le processus de recombinaison électron-trou se trouve modifié, et donc l'intensité du rayonnement émis se trouve modifiée elle aussi. Par conséquent, une image peut être stockée sous la forme de 10 diverses quantités de charge dans un ensemble réticulé de condensateurs, et elle peut ensuite être représentée (lue) optiquement de temps en temps. L'information peut être écrite et effacée par les méthodes éléetriques décrites ci-dessus. Le semiconducteur peut être de l'arséniure de gallium qui émet 15 un rayonnement d'environ 1,4 eV, du phosphure-arséniure de gallium qui émet un rayonnement d'environ 1,9 eV, ou du phosphure d'indium et de gallium ou du phosphure d'indium et d'aluminium qui tous deux émettent une lumière d'une énergie atteignant jusqu'à environ 2,3 eV (c'est-à-dire une lumière couvrant toute l'étendue du spectre visible 20 jusqu'à la région occupée par le verl^. Des transporteurs minoritaires en quantité suffisante doivent être produits pendant l'impulsion de tension négative pour rendre l'émission possible. Ceci est réalisable en utilisant un matériau semiconducteur dopé pour produire un cheminement dit en tunnel des transporteurs minoritaire^ ou en ayant 25 recours à une multiplication du type en avalanche. Un matériau particulier possédant un taux raisonnablement grand de multiplication en avalanche des transporteurs minoritaires est un arséniure de gallium de type p. Des couches en bioxyde de silicium et en nitrure de silicium 30 peuvent être déposées sur des matériaux autres que du silicium par mise en oeuvre de techniques connues* Des condensateurs d'accumulation de charges peuvent être fabriqués à partir de tels matériaux de la même manière que celle décrite ci-dessus à propos des couches déposées sur du silicium. 35 Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 72 05908 25 2126277 Revendic at ions 1. Dispositif semiconducteur du type comportant : une pièce de matériau semiconducteur ; une couche d'isolant électrique établie sur une surface de la pièce de matériau semiconducteur et possédant 5 une région d'accumulation de charge ; une première région de matériau électriquement conducteur sur une partie de la surface de la couche d'isolant électrique ; une deuxième région de matériau électriquement conducteur sur une partie différente de la surface de la couche d'isolant électrique, la première région de matériau électri-10 quement conducteur conjointement avec la portion adjacente de la couche d'isolant électrique et avec la portion adjacente de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur définissant un premier élément d'accumulation de charge, et la deuxième région de matériau électriquement conducteur conjointement avec la portion 15 adjacente de la couche d'isolant électrique et avec la portion adjacente de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur définissant un deuxième élément d'accumulation de charge ; des moyens pour injecter des transporteurs de charge jusque dans une première partie de la région superficielle de la pièce de matériau semi-20 conducteur ; des moyens pour extraire des transporteurs de charge à partir d'une deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur ; et un parcours de courant à partir de ladite première partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur jusqu'à ladite deuxième partie de la région 25 superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, lequel dispositif semiconducteur est caractérisé en ce que : le premier élément d' accumulation de charge et le deuxième élément d'accumulation de charge ne contiennent ni régions-sources, ni régions-électrodes de drainage ; ladite première partie de la région superficielle de la pièce 50 de matériau semiconducteur et ladite deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur sont toutes deux éloignées du premier élément d'accumulation de charge et du deuxième élément d'accumulation de charge ; et le parcours de courant est tel que, lorsque des transporteurs de charge s'écoulent depuis ladite 55 première partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur jusqu'à ladite deuxième partie de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, ils s'écoulent à la fois au travers de la portion de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur appartenant au premier élément d'accumula-40 tion de charge et au travers de la portion de la région superficielle 72 05908 24 2126277 de la pièce de matériau semiconducteur appartenant au deuxième élément d'accumulation de charge. 2. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 et du type comportant : plusieurs régions additionnelles de matériau élec- 5 triauement conducteur établies chacune sur une partie séparée de la surface de la couche d'isolant électrique, chacune des régions additionnelles de matériau électriquement conducteur, conjointement avec sa portion adjacente de la couche d'isolant électrique et avec sa portion adjacente de la pièce de matériau semiconducteur, définissant 10 séparément un élément additionnel d'accumulation de charge ; plusieurs moyens additionnels pour injecter des transporteurs de charge jusque dans une première multiplicité de parties séparées de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, et plusieurs moyens additionnels pour extraire des transporteurs de charge à 15 partir d'une deuxième multiplicité de parties séparées de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur ; et plusieurs parcours additionnels de courant partant chacun d'une partie appartenant à la première multiplicité de parties de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et aboutissant à une pai4-20 tie appartenant à la deuxième multiplicité de parties de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur, lequel dispositif semiconducteur est caractérisé en ce que : les éléments additionnels d'accumulation de charge ne contiennent ni région-source, ni région-électrode de drainage ; ladite première multiplicité de par-25 ties de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et ladite deuxième multiplicité de parties de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur sont toutes éloignées desdits éléments additionnels d'accumulation de charge ; et les parcours additionnels de courant sont tels que, lorsque des transpor-30 teurs de charge s'écoulent depuis une partie appartenant à ladite première multiplicité de parties de la région superficielle jusqu'à une partie appartenant à ladite deuxième multiplicité de parties de la région superficielle, ils s'écoulent au travers de la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur appartenant à une 35 rangée des éléments additionnels d'accumulation de charge. 3. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte aussi des moyens pour appliquer, entre la région de matériau électriquement conducteur appartenant à l'un quelconque des éléments d'accumulation de charge et la pièce de maté- 40 riau semiconducteur, une tension électrique positive ou négative ca- 72 05908 25 2126277 pable de provoquer un transfert de transporteurs de charge entre la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur et la portion de la région d'accumulation de charge appartenant à cet élément d'accumulation de charge-5 4. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 ou 2, ca ractérisé en ce qu'il comporte aussi des moyens pour appliquer, entre la région de matériau électriquement conducteur appartenant à l'un quelconque des éléments d'accumulation de charge et la pièce de matériau semiconducteur, une tension électrique incapable de provoquer 10 un transfert de transporteurs de charge depuis la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur jusqu'à la portion de la région d'accumulation de charge appartenant à cette région d'accumulation de charge mais capable de permettre une conduction par transporteurs de charge le long du parcours de courant au travers de cet 15 élément- 5. Dispositif semiconducteur selon la revendication 4, caractérisé aussi en ce que les moyens pour appliquer une tension électrique sont capables d'appliquer une impulsion de tension ayant une amplitude qui croît en fonction du temps-20 6. Dispositif semiconducteur selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte aussi des moyens pour irradier la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur dans une partie ou dans le voisinage d'au moins un des éléments d'accumulation de charge» . 25 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'irradiation sont capables d'irradier la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur avec de la lumière blanche• 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que 30 lesdits moyens d'irradiation sont capables d'irradier la région superficielle de la pièce de matériau semiconducteur avec une lumière monochromatique- 9- Dispositif semiconducteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte aussi plusieurs 35 commutateurs connectés chacun séparément à l'un des parcours additionnels de courant de manière à permettre à ce parcours de courant de se trouver électriquement connecté électriquement soit à un conducteur au potentiel de la terre, soit à un conducteur se trouvant à un potentiel électrique différent du potentiel de la terre-40 10. Dispositif semiconducteur selon l'une quelconque des reven 72 05908 26 2126277 dications t à 9, oaractérisé en ce que le matériau de la pièce de matériau semiconducteur est électroluminescent.