Brevet FR2121870A1 — publié le 19720825

L'invention concerne des dispositifs à couplage de charges, et s'applique plus particulièrement aux registres en série. L'utilisation des dispositifs à couplage de charges est décrite dans des articles de W.S. Boyle et G.D. Smith, "Charge Couplet Semi-5 conductor Devices", Bell System Technical Journal, Avril 1970, page 587 et G.F. Amelio, M.F. Tompsett; G.E. Smith, "Expérimental Vérification of the Charge Coupled Device Concept" page 593 de la même revue; et M.F. Tompsett, G.F. Amelio et G.E. Smith, "Charge Coupled 8-Bit Shift Register", "Applied Physics Letters", Vol. 17, 3, p. 111, Août 1970. Des charges sont emmagasinées 10 dans des puits de potentiel créés à la surface d'un semiconducteur, et des tensions sont utilisées pour déplacer les charges le long de cette surface. D'une façon plus détaillée, ces charges sont des porteurs minoritaires emmagasinés dans les interfaces silicium (Si)-bioxyde de silicium (SiO^) des condensateurs MOS "(métal-oxyde-semiconducteur). Ces charges sont transférées 15 de condensateur à condensateur sur le même substrat par manipulation de la tension aux bornes de ces condensateurs. L'invention peut être mise en pratique dans un circuit comportant un substrat formé d'un matériau semiconducteur d'un type de conduc-tivité. 20 Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le circuit•comporte en outre une source de porteurs de charges comprenant une région de l'autre type de conductivité en contact avec le substrat, et un moyen à proximité de la source pour former un puits de potentiel dans le substrat, dans lequel les porteurs de la source peuvent circuler. Le circuit 25 comporte en outre un moyen couplé à ladite source pour la commande de la circulation des porteurs de charges entre la source et le puits de potentiel, et un moyen pour inverser la polarisation de la source par rapport au substrat. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le circuit comporte un moyen sensible à une seule impulsion pour créer un 30 puits de potentiel dans le substrat, ce puits étant plus profond sur un bord *>• que sur le bord opposé du puits. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention', le circuit comporte plusieurs rangées d'une couche isolante relativement mince formée sur le substrat, chacune de ces rangées définissant une longueur du 35 substrat le long de laquelle les charges se propagent. Le circuit comporte en outre plusieurs électrodes adjacentes l'une à l'autre, le long de chaque rangée. Chacun de ces moyens .crée un puits de potentiel asymétrique dans le 72 01340 2 2121870 substrat, plus profond à la partie du puits faisant face à la direction de propagation du signal le long de sa rangée, que la partie du puits faisant face à la direction opposée de la propagation du signal. Le circuit comporte en outre un moyen pour appliquer une phase d'une tension biphasée à une 5 électrode sur deux de chaque rangée, et la seconde phase de cette tension à l'autre électrode de chaque rangée. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le circuit comporte une première et une seconde région espacées l'une de l'autre en contact avec le substrat, formées en un matériau semiconducteur 10 d'un type de conductivité différent de celui du substrat, un moyen pour maintenir la première région à un potentiel tel qu'elle devienne un accepteur de porteurs de charges minoritaires et une électrode de commande espacée du substrat, placée entre les régions pour la commande de la circulation des porteurs de charges minoritaires entre la seconde et la première région. Le 15 circuit comporte en outre un moyen couplé au substrat pour placer une charge porteuse minoritaire dans la partie du substrat dans laquelle est située la seconde région, une borne de sortie reliée à la seconde région permettant de détecter un signal, et un moyen pour appliquer un signal à l'électrode de commande d'un détecteur, pour que toute charge présente dans cette région 20 passe dans la première et la seconde région pour se mettre à un niveau de tension de référence. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le circuit comporte deux registres à décalage à couplage de charges, un moyen pour déplacer les signaux de charges dans l'un des registres et les compléments 25 de ces signaux de charges dans l'autre registre. Le circuit comporte en outre un détecteur de signaux différentiels couplé à une borne d'entrée à un étage de l'un des registres, et à l'autre borne d'entrée à un étage correspondant de l'autre registre. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, 30 le circuit comporte une première et une seconde région espacées et proches l'une de l'autre dans le substrat, de conductivité opposée à celle du substrat, un. moyen couplé à la seconde région pour créer dans le substrat pendant un intervalle de temps, un trajet de conduction entre la seconde région et la source de potentiel de référence (V+) pour remettre la seconde région à un 35 niveau de tension de référence. Ce circuit comporte en outre une électrode couplée à la seconde région et à la partie du substrat située entre la première et la seconde région pour remettre la première région pendant un second intervalle de temps à un niveau de tension. 72 01340 3 2121870 L'invention propose également un procédé de propagation d'une charge à vitesse élevée entre un puits de potentiel dans un substrat sous une électrode et une région du substrat sous une électrode adjacente. Ce procédé consiste à espacer les électrodes d'une certaine distance non 5 supérieure à l'espace compris entre les électrodes et le substrat, et à créer dans le substrat sous l'électrode adjacente une profondeur d'appauvrissement comparable à la largeur de l'électrode. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre 10 d"exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique, partiellement sous forme synoptique et partiellement en coupe,d'une partie d'un système conforme à l'invention; - les figures 2 et 3 sont des circuits sous forme synoptique 1.5 de divers systèmes conformes à l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe de l'extrémité d'entrée d'an registre à décalage selon une forme de réalisation de l'invention; - la figure 5 est un schéma des formes d'ondes du circuit de la figure 4; 20 - les figures 6a à 6e sont des schémas représentant les puits de potentiel formés en réponse à diverses tensions appliquées au circuit de la figure 4; - la figure 7 est un schéma représentant une vue en coupe d'une autre forme de l'extrémité d'entrée du système conforme à l'invention; 25 - la figure 8 est un schéma des formes d'ondes utilisées pour le fonctionnement du circuit de la figure 7; - la figure 9 est une vue en coupe plus réelle à travers une partie d'un registre à décalage conforme à un mode de réalisation de l'invention; 30 - la figure 10 est une vue en coupe schématique à travers un autre mode de réalisation d'un registre à décalage conforme à l'invention; - la figure 11 est une vue en coupe réelle de la forme de réalisation représentée sur la figure 10; - la figure 12 est une vue en coupe d'une autre forme du 35 registre à décalage conforme à l'invention; - la figure 13 représente les formes d'ondes et les puits de potentiel, et est utilisée pour expliquer le fonctionnement des circuits des figures 9 à 12; 72 01340 4 2121870 - la figure 14 est une vue en plan et partiellement schématique d'un réseau de registres à décalage dans deux dimensions conforme à un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 15 et 16 sont des vues en coupe prises le 5 long des lignes 15-15 et 16-16, respectivement, de la figure 14; - la figure 17 est une vue en plan et partiellement schématique d'une autre forme du réseau de registres à décalage dans deux dimensions conforme à l'invention; - les figures 18 et 19 sont des vues en coupe prises le long 10 des lignes 18-18 et 19-19, respectivement, de la figure 17; - la figure 20 est une vue en plan d'une autre forme d'un registre à décalage conforme à l'invention; - la figure 21 est une vue en plan d'une partie d'un registre à décalage multicanal conforme à l'invention; 15 - la figure 22 est une vue en coupe prise le long de la ligne 22-22 de la figure 21; - la figure 23 est une vue en plan d'une partie d'une autre forme d'un registre à décalage conforme à l'invention; - la figure 24 est une vue en coupe prise le long de la 20 ligne 24-24 de la figure 23; - la figure 25 est une vue en plan d'une partie d'une autre forme d'un registre à décalage conforme à l'invention; - les figures 26, 27 et 28 sont des vues en coupe prises le long des lignes 26-26, 27-27 et 28-28, respectivement, de la figure 25; 25 - la figure 29 est une vue schématique en coupe à travers une forme de la structure de couplage conforme à l'invention pour un registre à décalage triphasé, c'est-à-dire une forme de structure pour le couplage de l'extrémité de sortie d'un registre à l'extrémité d'entrée d'un second registre; 30 - la figure 30 est un schéma illustrant la propagation des charges dans le circuit de la figure 29; - la figure 31 est un schéma des formes d'ondes utilisées dans le circuit de la figure 29; - la figure 32 est une vue schématique en coupe d'une autre 35 forme de la structure de couplage conforme à l'invention, celle d'un registre à décalage à quatre phases; 72 01340 5 2121870 - la figure 33 est un schéma des formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit de la figure 32; - la figure 34 est une vue en coupe d'une autre forme du circuit de couplage conforme à l'invention; 5 - la figure 35 est un schéma des formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit de la figure 34; - la figure 36 est un schéma aidant à expliquer le fonctionnement du circuit de la figure 34; - la figure 37 est une représentation plus réelle d'une 10 autre forme du circuit de couplage conforme à l'invention, celle d'un registre à décalage à quatre phases; - les figures 38 et 39 sont des vues en coupe représentant des modifications du circuit d'entrée du registre de réception de la figure 37; - la figure 40 est une vue en coupe d'une autre forme du 15 circuit de couplage conforme à l'invention, celui actionné par une tension d'alimentation biphasée; - la figure 41 est un schéma des formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit de la figure 40; - la figure 42 est une vue en plan représentant la façon dont 20 le circuit de la figure 40 peut être monté; - la figure 43 est une vue en coupe à travers une autre forme du circuit de couplage actionné par une alimentation biphasée; - la figure 44 est un schéma des formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit de la figure 43; 25 - la figure 45 est une vue en plan de la façon dont le circuit de la figure 43 peut être monté; - la figure 46 est une vue schématique et synoptique d'une autre forme du circuit de couplage conforme à l'invention; - la figure 47 est un schéma synoptique représentant un 30 circuit de couplage pour une forme du circuit représenté sur la figure 21; - la figure 48 est une vue en coupe et schématique représentant, la structure réelle du circuit de la figure 47; - la figure 49 est un schéma représentant une autre forme du circuit de la figure 47; 35 - la figure 50 est une vue en coupe et schématique d'une a_:tre ferme du circuit de couplage conforme à l'invention; 72 01340 6 2121870 - la figure 51 est un schéma représentant le circuit de couplage de l'extrémité de sortie d'un registre à l'extrémité d'entrée d'un autre registre et les circuits d'entrée-sortie du système; et - les figures 52a à 52h sont un groupe de schémas destinés 5 à expliquer un procédé de fabrication des systèmes représentés ici. Avant de décrire l'invention en détail, une explication générale de tout le système doit être donnée. Pour cette explication, une mémoire série constituée de plusieurs registres à décalage et pouvant fonctionner en mémoire circulante sera utilisée à titre d'exemple. Cette descrip-10 tion est suivie par une description plus détaillée de (1) l'extrémité d'entrée du système; (2) le centre du système; (3) le couplage entre les registres à décalage du système; (4) l'extrémité de sortie du système; (5) des considérations générales concernant la configuration des circuits à décalage à couplage de charges; (6) des considérations concernant le fonctionnement à vitesse 15 élevée; et (7) des procédés de fabrication. Le substrat commun 10 de la figure 1 est représenté en deux parties pour faciliter l'illustration. Le substrat est constitué d'un semiconducteur tel qu'un silicium de type n. D'autres alternatives, décrites plus loin, sont également possibles. Une couche mince de matériau isolant, telle 20 que celle formée par du bioxyde de silicium (Si02), est placée sur les parties de la surface du substrat semiconducteur sous lesquelles les signaux de O charges se déplacent. L'épaisseur réelle peut être de 500 à 2000 A. Les régions restantes de la surface en silicium (non représentée) peuvent être recouvertes O par une couche de SiO^ épaisse, par exemple de 10.000 A ou davantage. 25 Plusieurs plaques conductrices ou électrodes 14-0, 14-1, 14-2 ... 14-(n+l), en un métal tel que l'aluminium, sont placées sur la couche en bioxyde de silicium. Une source de porteurs de charges est située dans le substrat 10, et à proximité de la plaque de commande ou électrode 14-0, et un autre moyen comportant un collecteur de porteurs de charges est situé 30 dans le substrat à proximité de la plaque de commande 14-(n+l). La source S-^ et le moyen sont représentés uniquement sous la forme de rectangles sur la figure 1. Leur structure réelle est représentée dans d'autres schémas et sera décrite plus loin. Toute la structure agit comme un registre à décalage d'une manière qui sera décrite ci-dessous. 35 Un second registre à décalage similaire au premier est placé de celui-ci. Il comporte une source de porteurs minoritaires S2, plusieurs plaques conductrices 16-0, 16-1, 16-2, etc. sur la surface en 72 01340 7 2121870 bioxyde de silicium 12,et un moyen C^ qui peut avoir la même structure et la même fonction que le moyen et qui est placé près de la plaque de commande 16-(n+l). La borne de sortie 18 du premier registre à décalage est 5 reliée au circuit d'entrée du seccnd registre à décalage par un circuit régénérateur de signaux. Ce circuit peut comporter une simple connexion entre les deux registres représentée par la ligne en pointillé 171, ou bien peut être constitué par un circuit externe représenté par le bloc 19, couplé entre les deux registres. Le conducteur de sortie 18-1 du second registre à décalage 10 peut être couplé à la borne d'entrée du registre à décalage suivant (non représenté). Ce couplage peut être effectué de la même manière que décrit précédemment. Selon une alternative, le conducteur de sortie 18-1 peut être couplé à travers un circuit régénérateur à la source de porteurs de charges pour obtenir une mémoire circulante. Selon une troisième alternative, ou 15 de façon supplémentaire, le conducteur de sortie 18-1 peut être la borne de sortie du système. Ces diverses alternatives sont décrites plus loin en référence aux figures 2 et 3. L'information fournie à la mémoire en série de la figure 1 peut se propager d'étage en étage par une source de signaux à 3, 4 phases ou 20 davantage, mais est constituée de préférence par une source de tension biphasée, car ceci permet une structure plus compacte de la mémoire, et, dans certaines conditions, un fonctionnement plus rapide. Cependant, l'utilisation d'une source de tension biphasée ne permet pas naturellement une propagation des signaux unidirectionnelle. 25 Le montage de la figure 1 comporte en outre divers moyens de polarisation en tension continue. Ils ne sont pas représentés sur la figure 1 mais sont représentés dans les figures suivantes, et leur fonction est décrite eti référence à ces figures. Avant de décrire le fonctionnement de la figure 1, il faut 30 considérer la théorie générale du fonctionnement des dispositifs à couplage de charges. Si une impulsion de tension négative est appliquée à une plaque ou électrode, telle que 14-2, il se forme une région d'appauvrissement profonde dans la partie du substrat de type n située immédiatement au-dessous de cette électrode. En d'autres termes, l'impulsion de tension négative 35 appliquée repousse les porteurs majoritaires, les électrons dans le cas d'un substrat de type n, de la surface du substrat, directement sous l'électrode, telle que 14-2. Ceci entraîne la formation d'un puits de potentiel à la 72 01340 8 2121870 surface du silicium de type n, qui correspond à la région d'appauvrissement induite. La profondeur du puits de potentiel est proportionnelle au carré de la profondeur de la région d'appauvrissement. Plus la résistivité du substrat est élevée, plus la région d'appauvrissement est profonde pour une 5 impulsion de tension d'amplitude donnée. Plus la couche en bioxyde de silicium située sous l'électrode est épaisse, moins la région d'appauvrissement est profonde pour une tension d'amplitude donnée appliquée à l'électrode. Tout puits de potentiel formé à la surface du substrat en silicium tend à accumuler les porteurs minoritaires (des trous dans cet 10 exemple). S'il n'y en a pas ailleurs, ils proviennent du substrat lui-même. Dans ce cas, les porteurs sont engendrés thermiquement et sont produits principalement par un procédé de production en surface. Ils forment une couche d'inversion à la surface du substrat en silicium dans laquelle se forme le puits de potentiel en un temps de l'ordre de 1 s. En d'autres termes, le puits 15 de potentiel créé sous l'électrode en réponse à une impulsion de tension négative se remplit "naturellement" de porteurs minoritaires. La quantité de charges qui peut se rassembler dans ce puits de potentiel est égale à la charge nécessaire à la substitution du nombre d'ions immobiles précédemment"exposés" (les ions qui ont abandonné précédemment la charge) dans la région profonde 20 d'appauvrissement plus la charge supplémentaire accumulée en réponse à la capacité entre le substrat et l'électrode. Dans le mode préféré de réalisation de la figure 1, la production thermique des porteurs de charges n'est pas utilisée pour obtenir la charge introduite dans un puits de potentiel sous la forme d'un signal. 25 C'est au contraire une source qui est utilisée, cette source pouvant être une région p+ très dopée, située dans le substrat, comme il sera décrit plus en détail ci-dessous. En réponse à une tension Vc appliquée à la plaque de commande 14-0, cette tension étant plus négative que le potentiel de la source, et à une tension négative appliquée à l'électrode 14-1 dont le front 30 d'onde peut se superposer au bord retardé de la tension -V (ou simplement en appliquant une impulsion de tension Vc à l'électrode 14-0 qui coïncide dans le temps avec la tension appliquée à l'électrode 14-1), une couche d'inversion se forme entre la source S^, et le puits de potentiel créé sous l'électrode 14-1. Les porteurs de charges provenant de la source traversent 35 cette couche d'inversion ou "canal" créé sous l'électrode 14-0, se dirigent dans le puits de potentiel sous l'électrode 14-1 très rapidement, en un temps de l'ordre de 1 à 10 nanosecondes, avec un circuit convenable. La commande ( 72 01340 9 2121870 du passage de cette charge peut se faire par la plaque de commande 14-0, et, selon une alternative, ou de façon supplémentaire, la source elle-même peut être alimentée par des impulsions, comme il sera décrit plus loin. L'emmagasinage de charges sous une électrode ou plaque peut 5 représenter la présence d'un chiffre binaire (bit) tel que "1". L'absence de porteurs de charges dans la région d'un substrat située sous une électrode peut représenter l'emmagasinage du bit "0". D'autres alternatives sont également possibles et seront décrites plus loin. Dans le montage de la figure 1, les charges sont transférées 10 d'un puits de potentiel au suivant, c'est-à-dire de la région du substrat située sous une électrode à la région du substrat située sous l'électrode suivante adjacente par des tensions multiphases. En d'autres termes, le transfert se produit sous l'influence d'un champ électrique appelé champ à dérive. Un autre mécanisme pouvant être incorporé dans le transfert des charges 15 de"condensateur" à "condensateur" (un condensateur étant considéré ici comme une électrode telle que 14-1, la région du substrat semiconducteur de type n située sous cette électrode, et la couche en bioxyde de silicium séparant les deux) est la diffusion qui, dans le cas de dispositifs à couplage de charges, entraîne également un champ à dérive induit. Gomme il sera décrit 20 plus loin, pour un fonctionnement à vitesse élevée, le circuit à couplage de charges devra fonctionner sous l'influence du champ à dérive plutôt que par diffusion. Lorsqu'une charge atteint la dernière électrode 14-n du registre à décalage, elle peut être détectée, et le signal détecté utilisé 25 pour la commande du passage de la charge dans les étages d'entrée du registre suivant. Le transfert comporte une plaque de commande 14-(n+l) et une structure à l'intérieur du moyen C^. La fonction du moyen consiste à détecter la présence de charges en délivrant un niveau de tension qui peut régénérer le signal dans le second registre à décalage et supprimer le signal 30 de charge du premier registre à décalage. A titre d'exemple, une jonction flottante à l'intérieur de peut être utilisée pour coupler un signal à la plaque de commande 16-0 pour permettre à la source S^, ou non, de transférer la charge vers la région située sous 1'électrode 15-1, lorsqu'une impulsion de tension négative convenable est appliquée à la plaque 16-1 à partir de la 35 source 20. Cette connexion est représentée par la ligne en pointillé 171, ou par 18, 19. Dans le premier cas, la connexion est telle que le complément du bit présent en 14-n est transféré à la région située sous 16-1. Dans le 72 01340 10 2121870 dernier cas, c'est le bit ou son complément qui peut être transféré. Tout ceci sera décrit plus en détail dans ce qui suit. La figure 2 représente schématiquement une forme que peut prendre le système de registres à décalage. Ces registres à décalage sont 5 reliés par leurs extrémités à travers des circuits de régénération de signaux pour obtenir un anneau large. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications de traitement de l'information, telles que dans les mémoires en série de grande capacité, et les registres circulants importants de ce type sont utilisés également comme mémoires de rafraîchissement pour les tubes d'affichage à 10 rayons cathodiques; les applications de télécommunication; et dans les applications de traitements vidéo. Le circuit de la figure 2 représente également schématiquement un circuit d'entrée-sortie 20 qui comporte un moyen pour accepter la nouvelle information et un moyen pour appliquer l'information de sortie. Les détails du circuit seront donnés plus loin. 15 Le système de la figure 3 est disposé d'une manière diffé rente. Chaque paire de registres à décalage forme un anneau qui, en fonction des dimensions du registre, peut enregistrer environ de 32 à 256 bits. La régénération des signaux et les circuits de commande 21 peuvent comporter un décodeur sensible aux signaux sur les lignes d'adresses et un dispositif de 20 commande sensible aux signaux présents sur les lignes de commande. Les circuits peuvent être du même type que ceux utilisés dans une mémoire. Ils peuvent être utilisés pour permettre la lecture des bits enregistrés dans une boucle. Selon une alternative, les divers registres de l'anneau peuvent être considérés comme analogues aux traces d'une mémoire à tambour, et les bits sont lus en 25 parallèle. Il est bien entendu qu'ici,et dans la figure 2, la source de tension multiphasée est impliquée, bien qu'elle ne soit pas explicitement représentée. Bien qu'il n'y soit pas fait particulièrement référence dans la description suivante, les structures et circuits à couplage de charges 30 sont également utilisés dans les mémoires d'enregistrement de charges à accès aléatoire et dans les réseaux de photodétecteurs à auto-exploration. Dans cette dernière application, le signal lumineux (au lieu de l'impulsion électrique) peut être utilisé comme source de porteurs de charges pour le registre à décalage à couplage de charges. Dans les structures biphasées décrites plus 35 en détail dans ce qui suit, l'entrée lumineuse peut être appliquée aux électrodes en polysilicium, et le système fonctionner comme un réseau de photodétecteurs à auto-exploration. Dans ces utilisations, si un signal de 72 01340 11 2121870 sortie analogique est souhaité, il peut être obtenu à partir d'une région de drain commune alimentée par des registres à décalage à couplage de charges en parallèle déplaçant le signal dans une seule direction. Une simple sélection de la rangée souhaitée d'un réseau est possib.le si l'une des 5 tensions polyphasée est appliquée sans condition tandis que l'autre de ces tensions est appliquée uniquement à la rangée sélectionnée. Cette phase varie entre un niveau de tension continue pour lequel un puits de potentiel peu profond se forme, et une tension pour laquelle un puits profond se forme, si bien que, à l'endroit des électrodes recevant cette phase, le puits de 10 potentiel est toujours présent et varie entre ces deux niveaux. Les porteurs engendrés par la lumière s'accumulent sur ces électrodes, et, si cela est souhaitable, ils (les porteurs enregistrés dans une rangée) peuvent être déplacés vers une borne de sortie par l'application des autres phases à la rangée. 15 EXTREMITE D'ENTREE DU SYSTEME I Dans le système de l'art antérieur, la source de porteurs de charges (S^ sur la figure l),pour le registre à décalage à couplage de charges, était décrite sous la forme d'une jonction PN à déclenchement (pour 20 un substrat de type n, une région de type p+) excitée au potentiel du substrat. Pendant le fonctionnement du registre à décalage, la charge du signal a été transférée depuis cette région p+ vers le premier puits de potentiel par l'application d'une impulsion négative (correspondant à de la figure 1) à l'électrode de commande, telle que 14-0 sur la figure 1. Pour commander la 25 quantité de charges à introduire dans le premier puits de potentiel, une commande précise de l'amplitude et de la durée de cette tension appliquée Vc est nécessaire. Dans les circuits à couplage de charges, pendant la propagation de la charge entre la source et le puits de potentiel sous la première 30 plaque d'enregistrement (telle que 14-1 sur la figure 1), puis entre la région du substrat située sous une plaque d'enregistrement et la région du substrat située sous la plaque suivante adjacente, la vitesse de circulation de la charge dépend de la quantité de remplissage du puits de potentiel de la plaque adjacente suivante. Ainsi, par exemple, s'p y a une charge sous la 35 plaque 14-2 (figure 1) et si cette charge commence à circuler dans la région d'appauvrissement "vide" située sous la plaque 14-3, initialement cette charge s'écoule très rapidement. Cependant, lorsque la charge remplit la région 72 01340 12 2121870 située sous la plaque 14-3 de plus en plus, il devient de plus en plus difficile aux charges supplémentaires d'y pénétrer. La raison en est la suivante : lorsque le puits commence à se remplir, le potentiel de surface de ce puits devient très proche de celui du substrat (la différence de potentiel décroît). 5 En outré, la demanderesse a découvert que, si l'on tente de remplir complètement chaque puits à partir du précédent, une certaine charge tend à rester dans le puits précédent. Cette charge résiduelle dans le cas où le bit suivant à transférer dans le puits précédent doit être un 0 (absence de charges), affecte le rapport signal-bruit car elle tend à faire ressembler un O'enre-10 gistré à un 1 enregistré. Cet effet est cumulatif et,avec un grand nombre d'étages,devient très sérieux. Un aspect"*vxiuïTiioâe"préféré de réalisation de l'invention réside dans le moyen d'obtention d'un degré souhaitable de remplissage partiel du premier puits de potentiel (le puits situé sous la plaque 14-1) pratiquement 15 indépendamment de l'amplitude de la tension appliquée à l'électrode de commande 14-0 (tant que l'amplitude de l'impulsion de commande Vc est suffisamment grande). Les détails de la façon dont ceci peut être effectué sont donnés plus loin après la description de la structure. Sur la figure 4, la source de porteurs de charges 20 consiste en une ligne conductrice formée du substrat en silicium de. type n. Cette structure peut être réalisée en diffusant une quantité importante de matériau de type p tel que du bore dans une région restreinte du substrat. Ceci rend cette région de substrat relativement très conductrice et elle devient une bonne source de porteurs de charges positives. Le substrat en 25 silicium de type n est maintenu à une tension élevée, telle que +5 V. Ceci pour appauvrir la surface du silicium adjacente à la couche en bioxyde de silicium - la surface le long de laquelle les porteurs de charges représentant le signal se déplacent pendant le fonctionnement du registre. Cette polarisation tend à éliminer la perte du signal due aux recombinaisons de la 30 surface, en ne permettant pas aux porteurs majoritaires (les électrons dans cet exemple) du substrat en silicium de venir à la surface pour rétablir les pièges pour les porteurs minoritaires (les trous dans cet exemple) qui représentent le signal. Pour obtenir une commande du remplissage du puits de 35 potentiel, la source S^ n'est pas amenée au même potentiel que le substrat, mais elle est polarisée en sens inverse jusqu'à,par exemple, -5 V par rapport à la masse (-10 V par rapport au substrat). Comme il apparaîtra ci-dessous, 72 01340 13 2121870 cette polarisation inverse, ainsi que le choix des impulsions V£ et 0^ d'amplitude et de synchronisation convenables, assurent que le puits de potentiel créé sous la première plaque 14-1 remplit le puits uniquement jusqu'à un niveau prédéterminé, qui peut être une fraction de la capacité 5 de ce puits de potentiel. Une description du fonctionnement de la partie du système représentée sur la figure 4 sera donnée maintenant en référence aux figures 5 et 6a à 6e. Les conditions du potentiel de repos, c'est-à-dire les conditions avant l'instant t^ de la figure 5, sont celles illustrées sur la figure 6a. 10 Le puits situé sous la région de source S^, cette région étant à -5 V, est plus profond que celui situé sous les plaques 14-0 et 14-1, et par conséquent, les porteurs de charges dans restent dans S^. Lorsqu'une impulsion de tension négative V , telle qu'une impulsion d'amplitude -10 V, est appliquée à la plaque 14-0, il se forme une 15 couche d'inversion, 23 sur la figure 6b. Cette couche s'étend depuis la région p+ S^, sur la surface du substrat en silicium, sous l'électrode de commande 14-0. Cette couche d'inversion ou canal de conduction est analogue au canal de conduction qui se forme lorsque l'électrode de commande d'un transistor métal-oxyde-semiconducteur (MOS) est polarisée dans le sens direct. La condi-20 tion nécessaire à la formation du canal de conduction est que la tension négative appliquée à l'électrode de commande 14-0 soit plus négative que la tension de polarisation pour laquelle l'électrode de source est maintenue, d'une quantité qui excède la tension de seuil V du substrat de type n. Cette tension de seuil V est le même paramètre que le paramètre de terme similaire 25 dans le transistor métal-oxyde-semiconducteur de l'art antérieur. La conduction de la couche d'inversion induite 23 est proportionnelle à la différence entre la tension appliqué V et (V + V ), V étant le potentiel de la source. C t b^ b^ L'impulsion d'entrée Vc doit coïncider avec l'impulsion 0^ pour transférer le signal de charge dans le premier puits de potentiel. 3° L'exemple suivant illustre le cas où le bord retardé de l'impulsion de se superpose au front d'onde de l'impulsion 0 , et l'impulsion V se termine i c avant l'impulsion 0^. Comme indiqué sur la figure 5, au temps t^, tandis que la tension de commande est encore présente, il apparaît le front d'onde de 35 l'impulsion négative 0^ appliquée à la première plaque 14-1. Cette impulsion peut être plus négative que la tension de commande, et, dans le présent exemple, a une amplitude de -15 V. Le fonctionnement qui en résulte est 72 01340 14 2121870 décrit schématiquement sur la figure 6c. La tension négative appliquée à la plaque 14-1 entraîne la formation d'un puits de potentiel dans la région du substrat située sous cette plaque. Les porteurs minoritaires, les charges positives dans cet exemple, circulent depuis la source S^, à travers le 5 canal de conduction induit 23, sous l'électrode de commande 14-0, et dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-1. Cet écoulement de charges se poursuit uniquement jusqu'à ce que le potentiel de surface sous la première électrode 14-1 atteigne le potentiel de la source (pourvu qu'un temps suffisant, de l'ordre de quelques nanosecondes, soit permis). Ainsi, 10 si la différence entre la tension de source et la tension de commande V est c suffisamment importante (dans cet exemple 5 V sont utilisés, mais une différence de tension plus petite conviendrait également), le premier puits de potentiel peut se remplir jusqu'au niveau»,scj|jhaitable. Ce niveau peut être uniquement une fraction de la capacité du puits de potentiel, et, au contraire 15 de l'art antérieur, peut être commandé avec précision sans qu'il soit nécessaire de régler précisément la durée ou l'amplitude de l'impulsion de commande V I La figure 6d représente le fonctionnement à l'instant c'est-à-dire après la fin de l'impulsion de commande mais avant la fin de l'impulsion 0^. Il faut noter tout d'abord que l'électrode de commande 14-0 20 est à 0 V, c'est-à-dire qu'elle est plus positive que la source S^, et que le canal de conduction a une impédance élevée. En d'autres termes, les porteurs de charges enregistrés dans le puits de potentiel situé sous la première plaque d'enregistrement 14-1 voient une barrière de potentiel qui les empêche de s'échapper et de retourner à la source. Ainsi, ces charges restent enre-25 gistrées sous la plaque 14-1, jusqu'à ce qu'elles soient déplacées par la phase de tension 0^ suivante vers la plaque suivante 14-2. Ceci sera décrit plus loin. La description donnée ci-dessus recouvre l'écriture d'un 1 dans le premier étage du registre à décalage. Pour écrire 0, aucune impulsion 30 de tension n'est appliquée à la plaque de commande 14-0 pendant la période tQ-tj. Il en résulte que, tant que le potentiel de surface sous l'électrode de commande est plus positif (moins négatif dans cet exemple) (d'environ 1 V) que le potentiel auquel la source est maintenue, aucune charge n'est transférée entre la source et le puits de potentiel. (La valeur de 1 V produit une 35 barrière de potentiel plus que suffisante empêchant le transfert de charges par le procédé de diffusion, et permet également un facteur de sécurité tenant compte des variations des paramètres du dispositif). 72 01340 15 2121870 Le fonctionnement ci-dessus est décrit à l'aide d'un certain nombre de figures. La figure 6a représente également la condition du circuit au repos. A un instant compris entre t^ et t^, la situation est celle décrite en référence à la figure 6a. Lorsque la plaque de commande 14-0 est 5 encore polarisée dans le sens inverse par rapport à la source, aucune région d'inversion ne se forme sous la plaque 14-0. A un instant, tel que t^, la situation est celle représentée sur la figure 6e. Tandis qu'un puits de potentiel se crée, sous la première plaque 14-1, aucun porteur de charges ne peut circuler entre la source et ce puits de potentiel, car la plaque de 10 commande est toujours à 0 V. Comme il a déjà été mentionné, aucune charge présente sous la plaque 14-1 ne représente l'enregistrement d'un 0. Une seconde forme du circuit d'entrée conforme à l'invention est représentée sur la figure 7. La différence entre ce circuit et celui de la figure 4 réside en ce que, dans le circuit de la figure 7, la source 15 est normalement suffisamment polarisée dans le sens inverse (jusqu'à une valeur de -15 V par rapport au substrat, -20 V par rapport à la masse dans cet exemple^, par rapport à sa condition de repos, la source n'agit pas comme une source de porteurs de charges minoritaires pour les puits de potentiel avec des potentiels de surface supérieurs à la source. En fait, une telle 20 polarisation peut faire agir la région de source en électrode de drain pour les porteurs de charges présents dans un puits de potentiel. La source peut être mise en circuit en appliquant une impulsion de tension à cette source, à un instant donné, comme représenté sur la figure 8. Durant le fonctionnement du montage de la figure 7, en 25 l'absence d'une impulsion V„, les impulsions V et 0, transfèrent un 0 (pas 3 cl r de charges) au puits de potentiel situé sous la première plaque d'enregistrement 14-1. Cependant, en présence d'une impulsion positive V'^ pendant les impulsions 0^ et V^, un 1 est enregistré sous la première plaque 14-1. La synchronisation des impulsions de la figure 7, repré-30 sentée sur la figure 8, présente un certain intérêt. A l'instant tQ, l'impulsion 0^ est appliquée à la plaque d'enregistrement 14-1. Ceci entraîne la formation d'un puits de potentiel sous la première plaque 14-1. Un peu après le démarrage de l'impulsion 0^, c'est-à-dire à l'instant t^, l'impulsion de commande V s'amorce. H se forme alors un puits de potentiel sous l'électrode 14-0, 35 qui est relié au puits de potentiel situé sous l'électrode de commande 14-1. Aucune charge n'étant encore disponible en S^, aucune couche d'inversion ou canal de conduction ne se forme. Un peu après l'instant l'impulsion 72 01340 16 2121870 positive est appliquée à la source S^. Cette impulsion peut avoir une amplitude de 10 V, si bien que Vg peut osciller entre -15 V et -5 V. Les conditions sont alors exactement les mêmes que celles décrites F'Jr la figure 6 - un canal de conduction se forme entre et le puits de potentiel sous 5 l'électrode 14-1, et les porteurs de charges minoritaires positifs circulent entre la source et le puits de potentiel rempli partiellement situé sous la plaque 14-1, jusqu'à une fraction connue par avance de sa capacité. Les bords retardés des impulsions se produisent comme représenté sur la figure 8, l'impulsion Vc se terminant avant les autres impulsions pour empêcher la 10 circulation inverse des charges, c'est-à-dire leur retour depuis le puits partiellement rempli situé sous 14-1 vers la source S^. Une caractéristique importante du circuit de la figure 7 est que la synchronisation de l'introduction des charges peut être commandée avec précision par commande de la synchronisation des impulsions et V avec 15 la séquence d'impulsions comme représenté sur la figure 8. Dans le cas général, l'impulsion V fournit la synchronisation pendant que le potentiel de source C Vq détermine le niveau auquel le premier puits de potentiel est rempli (ou vicié).Dans ce cas général, la synchronisation est telle que toute l'impulsion V se produit à l'intérieur des impulsions V et 0, . C j 20 Dans les modes de réalisation des circuits d'entrée décrits jusqu'ici, un signal tel que Vc est utilisé comme signal de commande. Il est également possible d'effectuer une fonction logique sur les signaux d'entrée. Par exemple, les deux premières plaques,qui sont référencées 14-0 et 14-1 sur la figure 4, peuvent être des plaques de commande référencées 14-01 et 14-02. 25 Ici, les signaux appliqués aux deux plaques de commande peuvent représenter deux bits d'information, et dans ce cas, les deux plaques de commande simulent la fonction ET. Si cela est souhaitable, la première électrode 14-01 peut recevoir un signal relativement plus long et l'électrode 14-02 peut recevoir un signal plus court, simultanément au signal appliqué 14-01. Ici, l'un ou 30 l'autre ou les deux signaux peuvent représenter l'information, ou le premier, c'est-à-dire le signal le plus long, peut représenter l'information et le signal le plus court peut être une impulsion de synchronisation ou de fixation. Selon une alternative, les deux signaux d'entrée peuvent être les signaux et V£ de la figure 7, le premier signal étant appliqué à la 35 source et le second à l'électrode de commande 14-0. Ici, l'impulsion positive peut représenter un 1 et l'impulsion négative Vc peut également représenter un 1, et, avec cette convention, le circuit effectue également la fonction ET. 72 01340 17 2121870 En général, dans les circuits à couplage de charges tels que ceux décrits ci-dessus, un fonctionnement en porte ET à entrées multiples peut Être réalisé en appliquant simultanément plusieurs impulsions négatives à un nombre correspondant d'électrodes de commande, respectivement5 et une 5 impulsion positive à la source S^. Une fonction OU peut être réalisée en utilisant plusieurs sources, comportant toutes des entrées de charges en parallèle avec le premier puits de potentiel (sous l'électrode 14-1). Ici, une impulsion positive appliquée à toute électrode de source simultanément à l'impulsion de commande positive appliquée sans condition couple un signal 10 de charge au premier puits de potentiel. D'autres alternatives sont également possibles. Il est aussi possible d'actionner le circuit d'entrée de manière que des charges d'amplitudes représentent les bits 1 et O, respectivement. Les signaux d'entrée à ces deux niveaux peuvent être obtenus en utilisant le 15 niveau de tension continue du signal appliqué à l'électrode commande 14-0 pour engendrer le O à un niveau de charge inférieur à celui de l'entrée 1, ou par commande du potentiel de la source, de manière que le premier puits de potentiel soit rempli à un niveau inférieur pour O et à.un niveau supérieur pour 1, ou par une combinaison de ces deux procédés. 20 CENTRE DU SYSTEME Le transfert des charges depuis l'endroit situé sous une électrode telle que 14-1 (figure 4) jusqu'à l'endroit situé .sous une électrode adjacente telle que 14-2 est effectué en appliquant une impulsion de tension 25 négative 0^ à l'électrode 14-2, tandis que l'impulsion de tension 0^ est réduite en amplitude. Il en résulte que, tandis que le puits .de potentiel situé sous l'électrode 14-1 est de moins en moins profond, le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-2 devient de plus en plus profond et les charges du puits se déversent depuis le puits le moins profond vers le 30 puits le plus profond. L'utilisation d'impulsions d'horloge superposées est classique pour des circuits à couplage de charges à 2, 3, 4 phases ou davantage. Cependant, il faut noter au passage que les impulsions d'horloge qui ne se superposent pas peuvent être utilisées avec un fonctionnement biphasé (ainsi qu'un fonctionnement à 3 et 4 phases) dans certaines conditions qui 35 seront décrites plus loin. Dans un montage, tel que celui représenté sur la figure 1, il n'y a aucun problème d'unidirectionnalité de la propagation du signal si la source 20 est une source à 3 phases ou davantage. Dans ce cas, lorsque la 72 01340 18 2121870 charge est transférée, par exemple depuis l'endroit situé sous l'électrode 14-2 jusqu'à l'endroit situé sous l'électrode 14-3 (figure 1), aucune impulsion de tension négative n'est appliquée à l'électrode 14-1. Par conséquent, le puits de potentiel très peu profond sous l'électrode 14-1 (le seul puits présent 5 sera celui dû à une polarisation de tension continue entre l'électrode et le substrat) agit comme une barrière pour la circulation des charges dans le sens inverse, de manière que seul le sens direct soit disponible pour la circulation des charges lorsque la source 20 est à 3 phases ou davantage. Cette unidirectionnalité des charges qui s'écoulent ne se produit pas dans le 10 cas d'une source biphasée. Ici, pour obtenir une circulation unidirectionnelle des charges, des techniques spéciales doivent être utilisées comme il sera décrit plus loin. Un aspect du mode préféré de réalisation de l'invention réside dans la découverte par la demanderesse de structures d'électrodes 15 spéciales relativement faciles à fabriquer pour obtenir une circulation unidirectionnelle des charges avec des tensions biphasées. En général, chaque électrode est constituée non pas d'une seule plaque mais de deux plaques superposées. Un montage représenté sur la figure 9 dépend, en ce qui concerne son fonctionnement, de la géométrie des électrodes, et plus particulièrement 20 de l'espace compris entre une électrode d'une paire et le substrat de l'autre. Le second montage représenté schématiquement sur la figure 10, et plus réellement sur la figure 11, dépend du décalage de la tension maintenu entre les deux électrodes de chaque paire. Une troisième alternative consiste à combiner la géométrie de la figure 9 avec le déplacement des tensions de la figure 11. 25 Un mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 12. Dans tous les cas ci-dessus, la structure est telle qu'une région d'appauvrissement asymétrique se produit sous une paire d'électrodes en réponse à un potentiel négatif (ou des potentiels) qui lui est appliqué. Le sens de l'asymétrie de la région d'appauvrissement est tel qu'une charge 30 introduite dans cette région s'accumule sur le premier bord de la région d'appauvrissement, lorsque le puits de potentiel de cette région est plus profond que le reste de cette région. Sur la figure 9, chaque électrode correspondant à 14-1, 14-2, etc. de la figure 1 est constituée de deux électrodes superposées. L'une de 35 ces électrodes est constituée en un métal tel que l'aluminium et est représentée en 26-1, 26-2, etc., et l'autre électrode de chaque paire est constituée d'une région en polysilicium p+ comme représenté en 28-1, 28-2, etc., 72 01340 19 2121870 reliée électriquement directement à son électrode en aluminium correspondante. Le terme "polysilieium" s'applique à une forme de silicium polycristallin. Il est obtenu en déposant le silicium à température élevée ou en déposant du silicium amorphe, puis en chauffant à 9Û0°C ou davantage pendant 10 mn ou 5 plus pour transformer la structure amorphe en une structure polycristalline. (L'utilisation d'un matériau en polysilieium est connue dans la technologie MOS). L'électrode en polysilieium de chaque paire est espacée mais plus proche du substrat en silicium de type n qu.ç l'électrode en aluminium de cette paire. Chaque électrode en aluminium, telle que 26-2, se superpose au premier bord 10 de l'électrode en polysilieium 28-2 de la même paire, et se superpose également au bord retardé de l'électrode en polysilieium 28-1 de la paire précédente. La réalisation de l'électrode en aluminium et en polysilieium superposée permet un espacement très faible entre chaque électrode en aluminium et les deux électrodes en polysilieium superposées. Des dimensions classiques 15 sont données plus loin, cependant, il peut être mentionné ici que cet espace O peut être de l'ordre de 1.000 A ou moins. En outre, les techniques de fabrication utilisées pour réaliser la structure, ces techniques étant mieux décrites plus loin, permettent un auto-alignement des électrodes en aluminium par rapport aux électrodes, en polysilieium. L'alignement critique est dû au décapage des 20 électrodes en aluminium situées au-dessus des électrodes en polysilieium. La technique de fabrication permet également d'obtenir aisément les deux épaisseurs différentes du canal oxyde (a et b sur la figure 9). Pendant le fonctionnement du circuit de la figure 9, lorsqu'une impulsion de tension négative 0^,par exemple,est appliquée à la paire 25 d'électrodes 26-2, 28-2, la région d'appauvrissement qui se crée est asymétrique comme représenté par la ligne en pointillé 30. Cette région est plus profonde sous l'électrode 28-2 que sous l'électrode en aluminium de la paire 26-2. Ceci pour deux raisons. Tout d'abord, l'électrode 28-2 est couplée plus étroitement au silicium de type n en vertu du petit espace qui les sépare. Il 30 en résulte une chute de tension plus petite aux bornes du bioxyde de silicium sous l'électrode 28-2 (la région c) que sous l'électrode 26-2 (la région b), entraînant la formation d'un puits de potentiel plus profond sous l'électrode en polysilieium 28-2, que sous l'électrode en aluminium 26-2. Enfin, la fonction du polysilieium p-i- utilisé sur les substrats de type n est inférieure 35 à celle de l'aluminium d'environ 1 V. Ceci implique que, pour un potentiel négatif donné appliqué, à une électrode en polysilieium, un plus grand nombre d'électrons est repoussé depuis la région adjacente du substrat que pour 72 01340 2121870 une électrode en aluminium de même dimension espacée de la même distance du substrat, et alimentée par la même tension. La fonction principale de l'électrode d'aluminium étant de constituer une barrière pour les charges circulant lorsqu'une tension 5 entre phase et neutre est appliquée à une paire d'électrodes est plus positive (dans la réalité moins négative), pendant chaque période durant laquelle la charge est transférée vers le puits de potentiel situé sous la paire d'électrodes suivante, la "région active" (la partie la plus proche du substrat qui a la dimension k) de cette électrode est plus courte que la dimension 10 correspondante c de l'électrode en polysilieium. Une telle construction conduit à un temps de transfert plus rapide et à la possibilité d'une densité supérieure. Cette dimension (qui est approximativement égale à l'espace k compris entre deux électrodes en polysilieium adjacentes) peut avoir une valeur de 2,5^,u ou davantage, en utilisant la technologie de fabrication MOS. 15 Comme décrit ci-dessus, un transfert unidirectionnel des -jehaïges est obtenu dans une structure biphasée comme représenté sur la figure 9 par des puits de potentiel asymétriques sous les paires d'électrodes successives de la manière décrite. Pour obtenir une asymétrie relativement importante dans ces puits sans avoir de différences très importantes entre les deux 20 épaisseurs (à b et c, respectivement) de la couche en bioxyde de silicium, il est souhaitable d'utiliser des substrats en silicium d'une résistivité relativement faible, telle que, par exemple, une résistivité inférieure à 3 ohm.cm, et de préférence,de l'ordre de 1 ohm.cm. Cependant, un substrat de résistivité un peu supérieure peut être utilisé si une valeur de de 25 polarisation du substrat relativement importante, telle que + 10 V ou davantage est utilisée. Une importante polarisation du substrat combiné aux deux épaisseurs de l'oxyde produit un puits de potentiel plus profond sous l'électrode la plus proche de la surface du substrat. Pendant le fonctionnement de la structure représentée sur 30 la figure 9, il est supposé que des charges positives s'accumulent dans la partie la plus profonde du puits 30, comme indiqué en 31, en réponse à une impulsion négative 0^.' Vers.la queue d'onde de cette impulsion, l'impulsion négative 0^ est appliquée à la paire d'électrodes suivante 26-3, 28-3 (l'instant sur la figure 13). En réponse à la présence simultanée de la 35 dernière partie de l'impulsion 02 et de la première partie de l'impulsion 0^, la charge 31 tend à circuler vers la droite, la séquence des événements! étajat celle décrite en référence à la figure 13. Lorsque le puits de potentiel 72 01340 21 2121870 situé sous l'électrode 28-2 devient de moins en moins profond, le puits de potentiel situé sous la paire d'électrodes 26-3, 28-3 devient plus profond, et la charge présente en 31 se transfère dans ce puits de potentiel et s'accumule sous l'électrode 28-3. 5 Bien que simultanément à l'application de l'impulsion 0^ à la paire d'électrodes 26-3, 28-3 cette même impulsion soit appliquée à la paire d'électrodes précédente 26-1, 28-1, la circulation des charges dans le sens inverse est empêchée par la barrière de potentiel située sous l'électrode en aluminium 26-2. Juste avant l'application de l'impulsion 0^s toutes les 10 charges situées sous l'électrode en aluminium 26-2 sont emmagasinées dans le puits le plus profond situé sous l'électrode 28-2 (instant t^ de la figure 13). Par conséquent, lorsque l'impulsion négative 0^ arrive et que l'impulsion 0^ commence à s'éloigner (l'instant t^ sur la figure 13), la charge dans cette partie plus profonde 31 du puits de potentiel est transférée dans le sens 15 direct, le sens dans lequel la charge positive enregistrée "voit" le potentiel ls plus négatif, et ne peut ,j}£S se déplacer dans le sens inverse sous l'effet de la barrière de potentiel (la tension la moins négative) qu'elle voit dans ce sens. Il faut également mentionner ici que,si la structure de la 20 figure 9 fonctionne avec une tension de polarisation suffisamment importante appliquée au substrat, de manière que le signal de charge puisse être maintenu dans le puits de potentiel le plus profond sous l'effet du signal de polarisation uniquement, les impulsions de tension biphasée n'ont pas besoin de se superposer. Ce fonctionnanmtpeut conduire à des circuits de régénération 25 de signaux plus simples comme il sera décrit plus 16in. Des dimensions classiques sont données ici à titre d'exemples pour la structure de la figure 9 : O a = 1000 A O 30 b = 2000 A c = 10-13/U d = 3000 - 10.000 A e = 7-12 ,u / O f = 3000 - 10.000 A O 35 g = 3000 - 10.000 A h = plus de 100yU j = 5-7/U k = 2-5/U 1 = 2 72 01340 22 2121870 Les dimensions (sauf pour b sur la figure 11) sont similaires à celle des structures des figures 11 et 12. ; La figure 10 représente schématiquement un second procédé de création de zones d'appauvrissement asymétriques. Ici encore, chaque 5 emplacement d'enregistrement correspondant à 14-2, 14-3, etc. sur la figure 1 est constitué de deux électrodes espacées l'une de l'autre, telles que 30-la et 30-1b, avec un décalement fixe de la tension continue indiquée schématiquement par la batterie 32 placée entre elles. En réponse à.une impulsion d'horloge, telle que 0^, la première électrode de chaque paire, telle que 30-1, n'est • 10 pas rendue aussi négative que la seconde électrode, telle que 30-lb de chaque paire. Dans la pratique, la différence de tension peut être obtenue par un certain nombre de manières classiques dans l'alimentation polyphasée. A titre d'exemple simple, la tension appliquée à l'électrode 30-la peut provenir d'un point le long d'un diviseur de tension, et la tension appliquée à l'électrode 15 30-lb peut provenir d'un autre point le long du diviseur de tension. L'effet ' du déplacement de la tension consiste à obtenir un puits de potentiel asymétrique comme indiqué par la ligne en pointillé 34 qui représente schématiquement le cas de la tension 0^. Une vue partiellement schématique et en coupe du montage 20 pratique de la figure 10 est représentée sur la figure 11. La structure est très similaire à celle de la figure 9, cependant, les électrodes en aluminium 30-la, 30-2a et ainsi de suite peuvent être espacées de la même distance du substrat que les électrodes en polysilieium 30-lb, 30-2b, et ainsi de suite, • c'est-à-dire que a = b. 25 Alors que la région d'appauvrissement asymétrique est obtenue de manière différente sur la figure 11 par rapport à la figure 9, le fonctionnement de la structure de la figure 11 en réponse aux impulsions de tension biphasée correspond très précisément à celui de la structure de la figure 9. Ce fonctionnement est représenté sur la figure 13. 30 La structure représentée en coupe sur la figure 12 combine les caractéristiques à la fois de la figure 9 et de la figure 11. Etant donné l'explication précédente, la figure 12 n'a pas besoin d'être décrite en détail. Dans les diverses structures décrites ci-dessus, pour un 35 puits de potentiel vide (un puits dans lequel aucun porteur de charges n'a été accumulé), pour une chute de tension donnée aux bornes du bioxyde de silicium, plus la résistivité du substrat est élevée, plus le puits qui se.' 72 0,340 „ 2'2'873 forme est profond;- Lorsqu'un puits de potentiel se remplit par des charges mobiles, de plus en plus die tension fournie par l!électrode sensible est consommée sous la forme de chute de tension aux bornes du bioxyde de silicium. Ceci accroît la symétrie du puits de potentiel. Cependant, des-calculs mathé-i5 matiques concernant les champs électriques dans les circuits* à'couplage de ' • charges Indiquent que plus la résistivité du substrat est faible, plus le champ électrique limite est petit, et plus là vitesse de déplacement des charges obtenues est faible. Far conséquent, il'peut y ayoir avantage, dans i certaines applications à utiliser des-substrats-à-résistivité élevée. Lemode * LO de réalisation de l'invention représenté sur les figures 11 et 12,"qui dépend, en ce qui concerne la symétrie du puits de-potentiel,du déplacement de la' tension continue entre les deux électrodes"d'une-paire, permet-ce dernier type de structure, c'est-à-dire permet la formation de puits .de":potentiel " asymétriques utilisant des substrats à résistivité élevée.- Par exemple, le 15 fonctionnement est possible en utilisant des tensions biphasées'et.des substrats dont les résistivités sont égales à, par exemple, 10 ohm.cm ou davantage, avec les structures des figures 11 et 12 dont les dimensions sont celles mentionnées • ci-dessus,, et dont le déplacement de la tension continue est de 5 V, par exemple. - La figure 14 représente une partie d'un réseau de condensa-20 teurs à couplage de charges dans deux.dimensions utilisant;des paires d'élec- -trodes telles que décrites en référence à la figure 9. (Deux dimensions • signifient plus de la rangée unique des électrodes). Les électrodes.en aluminium 40-la, 40-2a, etc. .effectuent un trajet en zigzag dans un sens,. et les électrodes en polysilieium 40-lb, 40-2b,. etc. effectuent un trajet en-25 zigzag^dans le sens opposé. Ceci signifie,par exemple,que dans"la région supérieure de la structure, le bord de droite-de l'électrode-40-la. est couplé à 1'électrode\de la paire 40-lb au.bord de droite de l'électrode 40-la, et au bord de gauche- de ,l'électrode 40-lb, tandis qu'au centré- de.la structure, le bord: de gauche de l'électrode 40-la est couplé au bord de droite de: - ; 30 l'électrode 40-:lb. La raison de ce montage est qu'il.permet aux charges de se déplacer dans un sens"(vers'là droite) dans la région-supérieure de la couche mince, comme il sera décrit plus, en détail ci-dessous, et le-déplacement des charges dans , le sens opposé (vers, la gauche) dans la région de couche'. mince suivante. . 35 Les électrodes en poLysilicium 40-lb (et les électrodes en aluminium).suivent également, un trajet en zigzag.dans la troisième:dimension, c'est-à-dire dans la dimension qui se trouve à l'intérieur et à l'extérieur COPY 72 01340 2121870 du papier sur lequel est dessinée la figure 14. Ainsi, à la partie supérieure de la figure, une électrode telle que 40-lb est très proche du substrat, et par conséquent, couplée à celui-ci. Dans la région suivante, l'espace compris entre l'électrode 40-lb et le substrat est relativement important, 5 de manière à découpler effectivement l'électrode 40-lb de ce substrat. La O couche mince en SiO„ peut avoir une épaisseur d'environ 500-2000 A, et la ^ O couche épaisse une épaisseur de 10.000 A ou davantage. Ces différentes régions de couche mince et de couche épaisse sont indiquées par les légendes à la partie droite de la figure 14. Chaque électrode, telle que 40-la, est direc-10 tement reliée électriquement à l'électrode de sa paire, telle que 40-lb. Ces connexions sont représentées schématiquement sur la figure 14 par les lignes croisées en diagonale. La structure de la région supérieure de la couche mince le long de 9-9 de la figure 14 est similaire à celle représentée en coupe sur la 15 figure 9 (cependant, les références sont différentes). La structure en zigzag dans la troisième dimension (dans et à l'extérieur du papier sur lequel est dessinée la figure 14) des électrodes en polysilieium et aluminium, et la connexion d'une électrode en aluminium à l'électrode en polysilieium de sa paire sont représentées selon des vues en coupe prises le long des lignes 20 15-15 et 16-16 sur la figure 14. Ces vues en coupe sont représentés schématiquement sur les figures 15 et 16. Les trois figures sont utilisées pour la description qui suit. Il peut être supposé, pour cette description, qu'en réponse à une impulsion 0^, une charge s'est accumulée en A sur la figure 14 dans le 25 registre à décalage supérieur sous l'électrode 40-lb de la paire 40-lb, 40-la. il faut noter que la structure de cette paire d'électrodes est similaire à celle décrite en référence à la figure 9, et par conséquent, que le puits de potentiel est asymétrique. En réponse à l'impulsion biphasée 02> la charge enregistrée sous l'électrode 40-lb se déplace vers la droite et vient 30 s'emmagasiner en B sous l'électrode 40-2b de la paire d'électrodes suivante 40-2a, 40-2b. En réponse à l'impulsion suivante 0^, cette charge continue à se déplacer vers la droite et vient s'emmagasiner en C sous l'électrode 40-3b de la paire 40-3a, 40-3b, et ainsi de suite. Lorsqu'une charge atteint l'extrémité du registre à décalage (non représenté sur la figure 14), un 35 . circuit régénérateur de charges (représenté et décrit plus loin) applique une charge ou son complément (en fonction du circuit de régénération utilisé) au registre à décalage suivant. Le sens du déplacement du signal de charges est indiqué par la ligne en pointillé 42. 72 01340 25 2121870 Il sera supposé maintenant que cette charge arrive pendant le temps de la phase 1 (pendant l'impulsion négative 0^) à la région E sous l'électrode 40-4b de la paire 40-4a, 40-4b. Il apparaît qu'alors le sens de l'asymétrie du puits de potentiel est inversé. En E, l'électrode en alu-5 minium 40~4a est à droite de l'électrode 40-4b de sa paire, tandis qu'en D, l'électrode en aluminium 40-4a est à gauche de l'électrode de sa paire 40-4b. Par conséquent, en réponse à l'impulsion 02 suivante, la charge emmagasinée en E se déplace vers la gauche en direction de F. Il ressort de ce qui précède qu'avec la structure de la 10 figure 14 il est possible d'obtenir*» à décalage (comme représenté schématiquement sur la figure 2) qui simulent le fonctionnement d'un^registre à décalage très long. Comme il a déjà été mentionné, et comme il sera décrit plus loin, le moyen reliant la borne de sortie de chaque registre à décalage à la borne d'entrée du registre^- , 15 décalage suivant peut être intégré sur le même substrat que les registres. En ce qui concerne les dimensions en fonction de la capacité d'enregistrement, si chaque emplacement d'enregistrement occupe une longueur de, par exemple, 4 24 à 48^u, il est possible d'obtenir un registre à 10 bits sur un substrat d'une surface de 2 mm x 2 mm. 20 Le procédé de fabrication, qui sera décrit plus loin, est similaire à celui util-tsé.-pour-la fabrication des transistors à effet de champ M0S sur la gâchette au silicium, et est bien connu des spécialistes. Chaque emplacement d'enregistrement nécessite uniquement un élément (un seul condensateur d'emmagasinage de charges) par rapport aux quatre ou six 25 transistors par emplacement utilisés dans de nombreuses mémoires disponibles actuellement. Un second mode de réalisation d'une structure à deux dimensions est représenté sur la figure 17. Elle comporte un substrat en silicium 43 de type n, une couche en bioxyde de silicium 44, épaisse dans 30 certaines régions et mince dans d'autres, et des lignes 65-69 en polysilieium de type p+ situées sur le bioxyde de silicium. Les vues en coupe des figures 18 et 19 aident à visualiser la structure. La région de couche mince (coupe 9' — 9') est similaire à la vue en coupe de la figure 9. La partie finale de la structure, celle qui se trouve à 35 la surface supérieure de la figure 17, comporte les lignes en aluminium 50 et 52. Ces lignes rejoignent la structure internumérique, dans un cas les blancs 53 à 58 pour un exemple, et dans l'autre cas, 59 à 63 pour le second exemple. 72 01340 26 2121870 La ligne 50 est reliée à la source de tension 0^ et la ligne 52 est reliée à la source de tension 0^. La ligne 50 est reliée à des électrodes en polysilieium alternées 66 et 68, et la ligne 52 est reliée à des élec.trodes en polysilieium alternées 65;, 67 et 69, dar.s les deux, cas de la même façon que 5 déjà décrit en référence à la figure 14. A un emplacement d'enregistrement, une paire d'électrodes de phase 1 serait,par exemple.le créneau 75 et l'électrode 68; la paire d'électrodes suivante, une paire biphasée, comportant le créneau 56 et l'électrode67; la paire suivante une paire monophasée et comportant le 10 créneau 74 et l'électrode 66, et ainsi de suite. Pendant le fonctionnement du montage de la figure 17, si une charge est enregistrée initialement sous la paire d'électrodes 75-68 pendant une impulsion monophasée, pendant l'impulsion suivante biphasée, la charge se déplacera vers la gauche dans une position située sous la péiis» 15 d'électrodes 56-67; pendant l'impulsion monophasée suivante, la charge continuera à se déplacer vers la gauche, et s'emmagasinera sous la paire d'électrodes 74, 66 et ainsi de suite. Ainsi, dans le registre à décalage le long de la ligne 9'-9', la charge*#femagasinée se propagera vers la gauche. En outre5 il apparaît que, pour le registre à décalage suivant., celui défini 20 par les créneaux 5.3, 60, 55, etc., toute charge emmagasinée se propagera vers la droite. En d'autres termes, comme dans le mode de réalisation de la figure 9, si chaque série de créneaux le long d'une ligne horizontale est considérée comme un registre à décalage, les impulsions à tension négative biphasée appliquées à l'électrode 50 et 52 feront se propager les charges 25 dans des sens opposés dans des registres successifs. Un registre à décalage incorporant la structure de la figure 11 ou de la figure 12 est représenté sur la figure 20. Il comporte un conducteur commun 90 relié aux créneaux internumériques 91, 92, 93, comportant chacun une paire d'électrodes. L'électrode en polysilieium 94 est la seconde 30 électrode de la paire 91, 94; l'électrode en polysilieium 95 est la seconde électrode de la paire 92, 95. Les électrodes en polysilieium 94 et 95 sont reliées directement à 96 et 97 au conducteur en aluminium 98. Les électrodes ^ biphasées sont similaires à ce qui concerne leur structure et symétriques par rapport aux électrodes monophasées, et sont placées comme représenté. 35 Comme dans les montages précédents déjà décrits, la partie de la structure de la figure 20 où les charges emmagasinées se propagent contient une région en bioxyde de silicium à couche mince 11'-11'. La vue en 72 01340 27 2121870 coupe le long de cette région à couche mince ressemble à celle de la figure 11. Selon une alternative, la vue en coupe peut être celle représentée sur la figure 12. Le fonctionnement du registre à décalage de la figure 20 est très similaire à celui des modes de réalisation déjà décrit. 5 La structure de la figure 20 est peu efficace du point de vue de la densité. Un espace supplémentaire est nécessaire pour les conducteurs 98 et 98'. Néanmoins, des modifications de cette structure, telle que celle représentée sur la figure 21, sont utiles et économiques. Dans cette figure, dans la région 100, chaque électrode en polysilieium, telle que 104b, forme 10 plusieurs emplacements d'enregistrement plutôt qu'un seul emplacement. Ceci est représenté sur la figure 22, qui est une vue en coupe prise le long de la ligne 22-22 de la figure 21. Pendant le fonctionnement du montage représenté sur la figure 21, plusieurs électrodes de source (non représentées) introduisent 15 dans la"première paire d'électrodes" plusieurs charges correspondant à un multiplet d'information. Par exemple, chaque électrode en polysilieium d'une paire peut comporter par exemple huit régions à couche en bioxyde de silicium mince ou davantage, telles que 104 sur la figure 22, sous lesquelles 8 bits d'information.peuvent être enregistrés, respectivement. Ces bits, indiqués 20 par la présence ou l'absence de charges, par exemple, sont déplacés un multiplet à la fois d'une paire d'électrodes à l'autre paire d'électrodes. Par exemple, ils (8 bits) peuvent être déplacés entre la paire d'électrodes 104-la, 104-lb, et la paire d'électrodes 104-2a, 104-2b, dans chaque cas, l'électrode a étant l'électrode en aluminium à la surface et l'électrode b étant l'électrode 25 en polysilieium. S'il est supposé qu'un signal est envoyé dans une ligne en polysilieium relativement longue proche mais espacée d'un substrat en silicium, il se crée un retard important dans la transmission du signal. Ceci car la ligne en polysilieium a une résistance de surface relativement élevée, 30 de l'ordre de 10 à 20 ohms par unité de surface, et par conséquent, cette ligne ressemble à une ligne, de transmission résistance-condensateur ou ligne à retard, où la "capacité" est la capacité répartie entre la ligne et le substrat. La solution à ce problème dans le montage des figures 20 et 21 consiste à utiliser plusieurs lignes en polysilieium relativement courtes, 35 telles que 94 et 95 de la figure 20, toutes branchées en parallèle sur une ligne relativement très conductrice, telle que la ligne en aluminium 98, O espacée d'une distance importante (10.000 A ou davantage) du substrat. 72 01340 28 2121870 Cependant, comme il a déjà été mentionné, ceci est compensé par une surface nécessaire supérieure, et une réduction de la densité. Le montage de la figure 23 résout le problème ci-dessus de manière différente - en ne nécessitant pas d'espace supplémentaire. Ici, 5 le registre à décalage est constitué d'une structure internumérique similaire à celle représentée sur la figure 20, et représentée en coupe sur la figure 11, la partie en polysilieium comportant également une structure internumérique. La barre omnibus,analogue à 98 de la figure 20, est constituée par une ligne longue en polysilieium telle que 106, se trouvant entièrement sous la ligne 10 en aluminium correspondante 108. L'espace f (figure 24),compris entre ces O deux lignes, peut être de l'ordre de 500 à 1.000 A, ce qui peut être inférieur ou comparable à l'espace a (figure 11) compris entre la ligne en polysilieium et le substrat dans la région mince en bioxyde de silicium. L'espace compris entre la ligne en polysilieium 106 et le substrat dans la région épaisse en O 15 bioxyde de silicium (dimension q, figure 24) peut être de l'ordre de 10.000 A ou davantage. Le résultat de la configuration géométrique ci-dessus est de créer une capacité entre la ligne en polysilieium et les électrodes en aluminium très supérieure à celle entre la ligne en polysilieium et le substrat. 20 De cette façon, la surface en polysilieium espacée d'une faible distance de l'aluminium est supérieure à la surface espacée d'une distance comparable du substrat. En outre, comme il a déjà été mentionné, la structure peut être telle que la ligne en polysilieium peut s'approcher du substrat en silicium O d'une distance pouvant atteindre 1000 à 2000 A, tandis que la dimension f Q 25 peut être de l'ordre de 500 A. Le couplage entre une ligne en aluminium et sa ligne en polysilieium correspondante peut également être accru d'une autre façon. A titre d'exemple, la couche en bioxyde de silicium de la figure 24 peut être O remplacée par une couche d'une épaisseur de 500 A en nitrure de silicium ou 30 autre matériau diélectrique, dont la constante diélectrique est supérieure à celle du bioxyde de silicium. Selon une autre alternative, la couche en bioxyde de silicium peut être remplacée par un oxyde dopé plus mince, tendant à former une région à jonction PN à la surface du polysilieium, évitant ainsi les courts-circuits dus aux trous d'épingles résultant de l'oxyde très mince, O 35 dont l'épaisseur peut être inférieure à 500 A. Avec la structure décrite ci-dessus, les lignes en aluminium sont couplées très étroitement, d'un point de vue de la tension alternative aux lignes en polysilieium respectives. Par conséquent, lorsque,par exemple, 72 01340 29 2121870 une impulsion 0^ est appliquée à la ligne 108', elle est instantanément • couplée capacitivement à la ligne en polysilieium 106', tandis que, au même instant, les lignes sont portées à des tensions déphasées l'une par rapport à l'autre de la manière décrite en référence Ef'ux modes de réalisation 5 précédents. Un réseau à deux dimensions fonctionnant selon les principes décrits en référence aux figures 23 et 24 est représenté sur la figure 25. Ce réseau a pratiquement la même densité que le montage de la figure 17, et il utilise un déphasage de tension comme dans la structure décrite en référence 10 à cette figure et aux figures 11 et 12. Comme dans les montages précédents, celui-ci comporte une couche mince en bioxyde de silicium et des régions de couche épaisse en bioxyde de silicium. Ces régions de couche mince se trouvent par exemple en 11-11 sur la figure 25. La vue en coupe de ces régions peut être celle représentée sur la figure 11 ou celle représentée sur la figure 12. 15 Les régions à couche épaisse sont placées entre les régions à couche mince. Deux vues en coupe, respectivement le long des lignes 27-27 et 28-28, représentées sur les figures 27 et 28, représentent les régions à couche épaisse et mince. Une caractéristique supplémentaire intéressante de la 20 figure 25 est le procédé permettant de conduire les tensions biphasées aux créneaux du réseau. En prenant par exemple la tension monophasée, celle-ci est directement conduite à travers le conducteur en aluminium 116 aux lignes en aluminium alternées 118, 120, 124. La tension monophasée plus négative "est conduite à travers le conducteur en aluminium 126 vers la ligne en poly-25 silicium 128 tout le long de cette ligne. Cette connexion directe est représentée plus clairement sur la figure 26 qui est une vue en coupe prise le long de la ligne 26-26 de la figure 25. La ligne longue en polysilieium 128 est branchée en parallèle sur les lignes en polysilieium 118a, 120a, 124a. Une structure similaire est utilisée pour la tension biphasée. 30 Dans le montage de la figure 25 comme dans le montage de la figure 23, la capacité entre chaque ligne d'aluminium telle que 118 et sa ligne en polysilieium correspondante telle que 118a est supérieure à celle entre la ligne en polysilieium et le substrat. Ceci, car il existe un espace relativement faible entre les lignes 118 et 118a pour une surface relativement 35 grande, comme décrit en référence à la figure 23. Le fonctionnement du montage de la figure 25 apparaîtra de la description donnée en référence à la figure 23. La charge peut être introduite dans un registre à décalage de la manière décrite en référence à 72 01340 30 2121870 l'extrémité d'entrée du système. Lorsque cette charge se trouve dans un registre à décalage, elle circule dans un sens (vers la droite) dans le registre à décalage supérieur; elle circule dans le sens opposé (vers la gauche) dans le registre à décalage suivant, et ainsi de suite. Les couplages 5 entre registres comportent des circuits de régénération qui seront décrits plus loin. COUPLAGE ENTRE DES REGISTRES A DECALAGE ADJACENTS DU SYSTEME 10 La figure 29 représente une vue en coupe du couplage entre l'extrémité de sortie d'un registre et l'extrémité d'entrée d'un second registre. Pour faciliter la description, les plaques ou électrodes 14-(n-l), 14-n, 16-0, etc. sont représentées simplement sous la forme d'éléments uniques. Leur structure réelle peut être similaire à celle déjà décrite en 15 référence aux figures 9, 11 et 12, et sera décrite et représentée plus loin. Le substrat 10 est un substrat commun et la couche en bioxyde de silicium 12 est également commune. La nouvelle structure de la figure 29 non représentée précédemment comporte une région ou jonction flottante F et un drain D, 20 formés dans le substrat. Ce sont des régions très dopées en silicium p+ similaires à la source S^ représentée sur les figures 4 et 7. La jonction flottante F et le drain D correspondent aux électrodes de source et de drain d'un transistor MOS, et l'électrode 14-(n+l) correspond à la gâchette de ce transistor. Le drain D est relié à une tension d'alimentation qui délivre 25 une tension d'une amplitude de, par exemple, -10 V. L'extrémité d'entrée du registre à décalage suivant comporte une source S^ et une électrode de commande 17 dont la fonction et la structure sont similaires à celles de la source S^, et l'électrode de commande 14-0, représentées respectivement dans les figures précédentes. La fonction de 30 l'électrode 17 commandée par l'impulsion de tension V consiste à synchroniser le transfert du signal de charges entre la source S^ et le puits de potentiel situé sous la première électrode 16-1. Comme décrit précédemment, ce puits de potentiel sous la première électrode du second registre à décalage peut être rempli par une charge jusqu'à un niveau connu par avance, tel que 35 son potentiel de surface approche de la tension de la source S^, c'est-à-dire la tension d'alimentation qui peut avoir une valeur de, par exemple, - 5 V. 72 01340 31 2121870 La figure 29 représente également quelques-unes des capacités du système. Elles sont définies ci-dessous, et leur signification dans le fonctionnement du système sera décrit plus loin. 5 C = la capacité entre l'électrode 14-n et la jonction flottante F cl = la capacité entre l'électrode de repositionnement 14-(n+l) et la jonction F = la capacité entre la jonction F et le substrat 10 = la capacité entre l'électrode de commande 16-0 et le substrat 10 10 = la capacité entre le substrat 10 et le conducteur 140 reliant la jonction F à l'électrode de commande 16-0 C_ = G + C, + C„ + C. + C_ = la capacité effective totale de la F a b 3 4 5 jonction flottante F. 15 Le fonctionnement du système de la figure 29 sera décrit tout d'abord dans le cas où les capacités Ca et sont beaucoup plus petites que C . Il est également supposé, pour 1 ' explication, *qu_ç les registres à décalage fonctionnent avec une source de tension triphasée car ceux-ci constituent l'un des modes les plus simples de fonctionnement. Le fonctionnement 20 d'autres structures avec des sources de tension à 4 phases et des sources de tension biphasées sera décrit plus loin. Les formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit de la figure 29 sont représentées sur la figure 31. La figure 30 représente sous forme schématique les puits de potentiel qui se forment, et 25 la façon dont la charge est transférée en réponse à l'application des formes d'ondes de la figure 31. La figure 30(a) illustre le fonctionnement pendant l'impulsion (instant t^ de la figure 31). Une impulsion de repositionnement V^, de préférence plus négative que la tension d'alimentation V^, se produit simul- 30 tanément à l'impulsion négative 0^. La figure 30(a) représente la façon dont une charge 142 s'accumule dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-(n-l) en réponse à l'impulsion 0 . Simultanément, l'impulsion V de - 15 V, ^ R appliquée à l'électrode de repositionnement 14-(n+l), a crée un canal à faible impédance, représenté schématiquement en 144, entre la source F et le drain D, 35 qui repositionne la région F à un potentiel de référence proche de la valeur de V^, tandis que la charge accumulée dans F pendant le cycle précédent est transférée au drain D. 72 01340 32 2121870 La figure 30(b) illustre la situation après la fin de l'impulsion biphasée, et le démarrage de l'impulsion triphasée 0,^. L'instant peut être l'instant tde la figure 31. La charge présente initialement sous l'électrode 14-(n-l) a été transférée dans le puits de potentiel combiné sous 5 l'électrode 14-n et la jonction F. Dans l'exemple donné, le puits situé sous l'électrode 14-n est plus profond que sous l'électrode F (14-n est à - 15 V et F est à approximativement - 10 V) et, par conséquent, la charge tend à s'accumuler dans la première région de puits de potentiel comme représenté. A cet instant t9, la tension de repositionnement V est égale à £. R. 10 o V. Par conséquent, il se crée une barrière de potentiel sous l'électrode de repositionnement, ou d'une autre façon, le canal entre la jonction F et le drain D est dans une condition d'impédance élevée. Si l'on considère F comme une source, l'électrode 14-(n+l) est une gâchette et D est un drain, d'un transistor MOS, ce transistor•étant hors circuit, et aucune des charges ne 15 passant vers D. Lorsque l'impulsion suivante 0^ se produit, la situation est celle représentée sur la figure 30(c). Cette figure montre qu'après la transition positive de l'impulsion 0^ (tellequ'à l'instant t^a de la figure 31), la charge, si elle est présente sous une électrode 14-n^ sera transférée vers 20 la jonction flottante F. En supposant que cette charge est présente à la jonction flottante F, le potentiel de cette jonction flottante devient relativement positif (en fait devient moins négatif). Cette jonction flottante étant directement reliée à l'électrode de commande 16-0, elle place cette électrode de commande à un potentiel relativement positif, de façon que le 25 puits de potentiel situé sous cette électrode devient très peu profond. Ce puits de potentiel peu profond agit comme une barrière de tension. Pendant cette même période, telle que t^ sur la figure 31, l'impulsion est appliquée. Cette impulsion crée un canal de conduction entre l'électrode de source S^, qui est à une tension de - 5 V, et une région du substrat située sous 30 l'électrode 17. Cependant, l'électrode de commande 16-0 étant à une tension plus positive que -5 V, la tension du canal conducteur, la charge ne peut pas circuler à partir de la source dans le puits de potentiel crée sous 1'électrode 16-1 par l'impulsion de tension négative 0^ appliquée à cette électrode. 35 Le cas dans lequel le dernier bit enregistré dans le premier registre est un 0 plutôt qu'un 1 est représenté sur la figure 30(d). Ici, pendant l'impulsion 0„, un 0 est enregistré scus l'électrode 14-n. La ionction J 72 01340 33 2121870 flottante F reste donc négative jusqu'à environ -10 V, c'est-à-dire la tension à laquelle elle a été chargée pendant l'impulsion 6^. Cette tension appliquée à l'électrode de commande 16-0 se trouve dans le sens direct, c'est-à-dire que,pendant l'impulsion V , un canal de conduction 146 rejoint la source 5 à la région du substrat qui se trouve immédiatement sous les électrodes 17 et 16-0 et au puits de potentiel créé sous la première électrode 16-1 par l'impulsion 0^ de -15 V. Ceci permet aux porteurs de charges positifs disponibles à la source de circuler vers le puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1 jusqu'à ce que le potentiel de surface du puits commence 10 à s'approcher du potentiel de la source SPar conséquent, en réponse à un O enregistré sous la dernière plaque 14-n du premier registre à décalage, un 1 est transféré à la première plaque 16-1 du registre à décalage suivant. Pour résumer ce qui a été décrit jusqu'ici, pendant l'impulsion 0^, une charge indicative du bit 1 peut Être enregistrée sous 15 l'électrode 14-(n-l). Pendant l'impulsion 0^, le bit 1 est transféré au puits de potentiel sous l'électrode 14-n. Pendant l'impulsion 0^, l'absence de charge, indicative du bit 0, vient s'enregistrer sous la première électrode 16-1 du registre à décalage suivant. Il apparaît donc que, lorsque le dernier bit du premier registre est un 1, son complément 0 est transféré dans le 20 second registre à décalage. La description montre également que, lorsque le dernier bit du premier registre est un 0, son complément 1 est transféré dans le second registre à décalage. Le circuit de la figure 32 est le même que celui de la figure 29, mais c'est une source de tension à 4 phases qui est utilisée au 25 lieu d'une source de tension triphasée. L'utilisation de cette source simplifie la synchronisation car l'impulsion 0^ peut être appliquée à l'électrode 14-(n+l) plutôt que l'impulsion V. Pendant le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 32, et pendant l'impulsion 0^ (temps t^ sur la figure 33), une charge, 30 si elle existe, est déplacée sous l'électrode 14-(n-2). Cette même impulsion, appliquée à l'électrode 14-(n+l), entraîne la formation d'une couche d'inversion entre la région de la jonction flottante F et l'électrode de drain D, faisant décharger les charges positives accumulées dans la région F dans le cycle précédent, et mettant cette région à une tension négative 35 d'approximativement -10 V. Pendant l'impulsion 0y la charge présente sous la plaque 14-(n~2) se déplace vers la région du substrat sous la plaque • 14-(n-l). Pendant l'impulsion 0^ (instant t^ de la figure 33), la charge se 72 01340 34 2121870 déplace dans la région sous la plaque 14-n, et peut commencer à s'accumuler à la région flottante F. Le transfert de la charge dans F se termine par la fin de l'impulsion 0^, et ceci place l'électrode de commande 16-0 à une valeur relativement positive par rapport au potentiel de si F a accumulé 5 une charge positive représentant le bit 1 et à une valeur négative si F reste négatif, c'est-à-dire représente le bit 0. Pendant l'impulsion négative 0^ appliquée à l'électrode 16-1, l'impulsion de tension de commande est appliquée à l'électrode 17. Ceci se produit à l'instant t^ de la figure 33. Selon que l'électrode 16-0 est 10 relativement négative ou relativement positive par rapport à S^, le canal de conduction reliera ou non la source au puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1. En d'autres termes, les porteurs positifs disponibles à la région passeront ou ne passeront pas dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1. 15 Dans la description ci-dessus, c'est le fonctionnement du système avec des impulsions superposées qui a été considéré. Ce fonctionnement entraîne le transfert de charges d'un puits au suivant en abaissant le potentiel de surface d'un puits suivant, tandis que le potentiel du puits contenant la charge à transférer est augmenté, forçant ainsi sa charge à se déplacer 20 dans le puits de potentiel suivant. En utilisant une polarisation du substrat relativement importante V ,telle qu'une polarisation de 10-15 V, il est possible de faire fonctionner le système avec des impulsions polyphasées qui ne se superposent pas. Dans ces conditions, l'impulsion de commande VL peut être remplacée par une impulsion convenable de tension polyphasée. Dans ce 25 cas, le fait que l'impulsion de commande peut ou non être éliminée entièrement dépend de la vitesse à laquelle la charge peut être transférée de la région située sous l'électrode 14-n à la région située sous la région flottante F. Si cette charge est transférée suffisamment rapidement (en un temps plus court que l'intervalle compris entre les impulsions qui ne se superposent 30 pas 0^ et 0^) (figure 29), un fonctionnement convenable peut être obtenu. Sur la figure 29, si les capacités Cg et C^ ont une valeur supérieure à une petite fraction de la valeur de la capacité totale C^, de la région flottante F, le fonctionnement du circuit de sortie peut être très différent du fonctionnement qui vient d'être décrit. Il sera considéré tout 35 d'abord l'effet de la capacité C^. Si la valeur de cette capacité n'est pas néligeable par rapport à la capacité totale C , sur le bord retardé de F l'impulsion de repositionnement V appliquée à l'électrode 14-(n+l),où se R 72 01340 35 2121870 produit le passage à la tension positive, ce passage sera couplé capaciti- vement à' la région F, et il en résultera une étape positive pour le potentiel de F. Par conséquent, à la fin de cette impulsion V, la région F sera à un potentiel supérieur (plus positif) que (la tension continue à laquelle 5 la région de drain D est maintenue). Tous les circuits à considérer ayant une valeur de C, aussi faible que possible, la superposition entre l'électrode b 14~(n+l) et la région flottante F sera minimale. Une manière d'obtenir une superposition minimale consiste à utiliser un "dispositif à déclenchement périodique en polysilieium à auto-alignement" comme représenté en 14-(n+l) 10 sur la figuré 37. Ceci peut être effectué par le procédé qui sera décrit plus loin. Tandis que la présence de la capacité C peut être évitée, h la capacité C peut être utilisée pour obtenir avantageusement un autre mode cl de fonctionnement du circuit de sortie. Le circuit peut être représenté 15 schématiquement exactement de la même manière que sur la figure 29 dans le cas d'un registre à décalage à couplage de charges triphasé, cependant, l'impulsion de tension à commande de synchronisation négative peut être supprimée. Pendant le fonctionnement, la différence principale entre 20 cette forme de circuit et celle déjà décrite en référence à la figure 29 réside en ce que, étant donné le couplage capacitif relativement important C , cL le potentiel de la région flottante F tend à suivre l'oscillation de la tension de l'électrode de superposition 14-n qui est excitée par l'impulsion de tension 0^. Ainsi, pendant l'impulsion 0^9 la région F devient relativement 25 très négative. Il est par conséquent possible d'utiliser directement le potentiel de la région flottante F pour la commande du passage des charges de la source au premier puits de potentiel (sous l'électrode 16-1) du second registre à décalage. En d'autres termes, si pendant l'impulsion négative 0^ aucune charge ne se trouve sous l'électrode 14-n, indicative 30 de l'enregistrement du bit 0, la région flottante F maintiendra l'électrode de gâchette 16-0 suffisamment négative pour permettre à la charge de circuler entre la source S2 et la région située sous l'électrode 16-1 pendant le temps durant lequel le front d'onde de l'impulsion négative 0^ se superpose au bord retardé de l'impulsion négative 0^. En outre, si pendant l'impulsion 0^ 35 une charge positive représentant un 1 se trouve sous la plaque 14-n, la région flottante F devient suffisamment positive pour empêcher les charges de circuler entre la source S2 et la région située sous l'électrode 16-1 pendant 72 01340 36 2121870 l'impulsion 0^ suivante. Tout ceci est possible sans qu'il soit nécessaire d'utiliser l'impulsion de commande de synchronisation supplémentaire V . Il existe un certain nombre d'autres caractéristiques du fonctionnement du circuit qui peuvent utiliser avantageusement une capacité 5 importante en C . A la fin de l'impulsion 0 (temps t , figure 31), l'oscil- cl j /â lation de la tension positive de 0^ produit un gradin de tension positive à la région F qui tend à modifier le procédé de repositionnement F au potentiel de référence V^. Cet effet peut être utilisé pour simplifier le circuit de sortie de deux manières. Tout d'abord, l'impulsion V peut être remplacée 10 par une tension continue telle que le potentiel de la masse (caf le substrat est à une tension +Vn) ou tout autre potentiel plus négatif, tel que . En outre, la structure du circuit de sortie peut être simplifiée en actionnant l'électrode de repositionnement 14-(n+l) ainsi que le drain D et la source S2 au même potentiel,-iêl ique V^. Enfin, une forme d'onde de commande spéciale 15 V de la figure 35 peut être utilisée pour améliorer le fonctionnement du 3. circuit. Un circuit combinant les caractéristiques ci-dessus est représenté sur la figure 34. La tension commune à laquelle les électrodes D et S2 sont maintenues peut être de -5 V, tandis que le substrat 10 peut être 20 polarisé à +5V. Dans la description suivante du fonctionnement du circuit de la figure 34, il sera fait référence aux figures 34, 35 et 36. A l'instant tp des charges peuvent se trouver sous l'électrode 14-(n-2). La forme d'onde composite V& est à sa valeur la plus positive qui peut être le potentiel de 25 la masse. En réponse à cette impulsion positive, la région flottante F, qui, il faut le rappeler, est couplée capacitivement à l'électrode 14-n par une valeur de la capacité C , est également relativement positive. Par conséquent, cL la région F agit comme une électrode de source relativement très polarisée dans le sens direct, d'un transistor MOS, et toute charge qui peut avoir été 30 enregistrée précédemment est transférée par la région de canal sous l'électrode 14-(n+l) à l'électrode de drain D. Durant ce procédé, l'électrode F atteint une valeur négative pas tout à fait aussi négative que -5 V. La valeur réelle est -5 V 4- V . V étant la tension de seuil comme il a déià t t J été mentionné. La configuration des puits de potentiel à l'instant t^ est 35 représentée sur la figure 36(a). Ensuite, l'impulsion 0^ se produit et la charge qui se trouve sous l'électrode 14-(n-2) est transférée à la région du substrat 72 01340 37 2121870 située sous l'électrode 14-(n-l). Cette partie du fonctionnement n'est pas représentée sur la figure 36. A l'instant la tension de commande V& est à sa valeur la plus négative. L'impulsion négative 0^ a démarré et l'impulsion 0^ est 5 terminée. En supposant que l'impulsion 0^ a une valeur négative maximale»de -15 V, la tension réelle à l'électrode 14-(n-l) à cet instant est d'environ -8 V. Les puits de potentiel créés à cet instant sont ceux représentés sur la figure 36(b). La charge présente initialement dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-(n-l) est transférée dans le puits de potentiel 10 situé sous les électrodes 14-n et dans F. Le couplage capacitif entre l'électrode 14-n et la région F amène la région F à une valeur plus négative que l'électrode 14-n, F étant initialement négative jusqu'à approximativement -5 V. Par conséquent, le puits de potentiel le plus profond se trouve à la région F, et si des charges étaient initialement enregistrées sous l'électrode 15 14-(n-2), elles s'accumulent éventuellement dans la région F. Il faut également remarquer que le drain D n'est pas aussi négatif que la région F, et en outre, que l'électrode 14-(n+l) étant espacée du substrat, le potentiel de surface qui se trouve sous ces électrodes est un peu moins négatif que celui du drain D. 20 Pendant la période de temps tl'impulsion 0^ est en circuit. Cette impulsion est appliquée quelque part dans le système, par exemple à la plaque 16-3 de la figure 34, pour la propagation d'une charge précédemment enregistrée sous la plaque 16-2 vers la plaque 16-3. Si cela est souhaitable, il est possible, au lieu d'utiliser la tension de commande 25 V^, d'appliquer l'impulsion 0^ à l'électrode 14-n comme il a déjà été décrit, cependant, aucune commande souple né peut être obtenue du transfert de charges, et de la régénération des signaux comme il sera montré plus loin. A l'instant t^, l'impulsion 0^ est en circuit. Pendant cette même période, la tension Vpasse à une valeur intermédiaire entre O 30 et -15 V. La valeur réelle utilisée est une fonction des paramètres de ce circuit comme la valeur de la capacité C& (figure 29) et des autres capacités réparties du circuit. L'augmentation de la valeur de V à -V rend le puits de â potentiel situé sous l'électrode F un peu moins profond, mais il reste encore 35 suffisamment profond pour empêcher la plupart des charges en F de passer dans la région D. La valeur de -V est choisie de façon que, dans le cas où une charge se trouve en F, représentant le bit 1, la tension à 16-0 empêche 72 01340 38 2121870 le passage des charges de l'électrode de source à la région située sous 16-1. Cette série de conditions est représentés en c sur la figure 36. La valeur de la tension doit également être telle qu'en l'absence de charges en F, ce qui indique l'enregistrement du bit 0,une région à canal de conduc-5 tion soit créée sous l'électrode 16-0, qui entraîne le transfert des charges depuis la source S2 vers la région située sous l'électrode 16-1. Cette situation est illustrée en d sur la figure 36. Le circuit de la figure 34 est particulièrement intéressant en ce qui concerne les dispositifs MOS (F, 14-(n+l, D) du type à accroissement, 10 et à faibles tensions de seuil. Il faut noter également que d'autres modes de réalisation de l'invention déjà décrits peuvent utiliser avantageusement des formes d'ondes spéciales, telles que V sur la figure 35, pour la commande â de -l'électrode qui chevauche la jonction flottante F. Ceci permet une meilleure commande de la synchronisation du potentiel développé à la région 15 flottante F, et permet le passage du potentiel en F à une valeur plus négative (lorsque F reçoit une charge depuis le dessous d'une électrode, telle que 14-(n-2) (figure 34) et à une valeur moins négative -V sur la figure 35 fournissant le niveau de seuil souhaité pour une régénération des signaux lorsque le puits de potentiel situé sous la première électrode d'enregistrement 20 16-1 du registre suivant est prêt à accepter des charges. Ceci signifie que le passage positif Av à V (capacitivement couplé à F) est également une cl commande supplémentaire assurant que,lorsque la région du substrat adjacente à F est remplie par une quantité tolérée de charges, le potentiel en F (appliqué à l'électrode 16-0) supprime l'écoulement des charges entre 25 l'électrode de source S2 et la région située sous la première électrode d'enregistrement 16-1. La figure 37 représente de façon plus réelle la manière dont la structure peut être utilisée pour la partie du système représentée schématiquement sur la figure 29. Cependant, il faut noter que, ici et 30 ailleurs, les épaisseurs des électrodes (leurs dimensions verticales) ne sont pas représentées à l'échelle, mais sont agrandies davantage que les dimensions horizontales (longueurs) des électrodes. Cette même structure et les alternatives des figures 38, 39 et 40 conviennent également à la structure représentée schématiquement sur les figures 32 et 34. 35 La figure 37 représente un dispositif de déclenchement périodique au silicium du système à couplage de charges à 4 phases décrit précédemment en référence aux figures 32 et 33. La figure 38 représente le 72 01340 39 2121870 plus bas des deux registres à décalage de la figure 37 selon une version modifiée. Ici, la régénération des signaux est effectuée par la coïncidence de deux impulsions de commande et V . Dans ce cas, l'impulsion de tension V fournit la synchronisation pour introduire la charge dans le second c 5 registre à décalage. L'impulsion de commande détermine si oui ou non, ou quelle charge doit être transférée dans le premier puits de potentiel du second registre à décalage. La synchronisation sélective de ces deux impulsions de commande a déjà été décrite dans le paragraphe afférent à l'extrémité d'entrée du système. 10 La figure 39 est une représentation généralisée de l'extré mité d'entrée d'un registre similaire à celui de la figure 38, mais pour un fonctionnement biphasé. La régénération des signaux dans un système classique à couplage de charges biphasées est décrite plus en détail en référence aux figures 42, 43 et 44. 15 Sur la figure 38, comme dans le cas du système représenté sur les figures 37, 39 et 40, la région flottante F est reliée à une électrode en aluminium 16-0, du type à auto-alignement, et qui peut avoir une capacité relativement faible au subtrat 10. Tandis que l'électrode 16-0 est espacée très peu de l'électrode de commande supplémentaire 17 - une électrode en 20 polysilieium, dans la région 170, cette région 170 est très petite, de l'ordre de l,5^u. Par conséquent, la présence de l'électrode 17 ne s'ajoute pas de façon significative à la capacité de l'électrode 16-0. Pour le reste de la partie de superposition, la région 171, le bioxyde de silicium peuvent avoir une épaisseur de l'ordre de plusieurs milliers d'angstroms (le dessin 25 n'est pas à l'échelle). Cet espace relativement important sur une distance relativement grande signifie que la capacité de cette région est relativement faible. L'électrode en polysilieium 17 déjà mentionnée est située entre l'électrode en aluminium 16-0 et la source S^. Il faut ajouter que dans le cas du système à 4 phases, 30 tel que décrit en référence à la figure 34, mais utilisant des électrodes en polysilieium et aluminium et ayant un étage de sortie similaire à celui de la figure 40, la région flottante F du premier registre peut être reliée à l'électrode 17 du second registre représenté sur la figure 37. Dans ce cas, la tension 0^ est appliquée à 16-0, 0^ à 16-1, 03 à 16-2, et 0^ à 16-3. Toutes les structures décrites ci-dessus pour l'extrémité d'entrée du second registre peuvent être utilisées à 1'extrémité d'entrée du premier de tous les autres registres. En d'autres termes, les structures 72 01340 40 2121870 représentées schématiquement sur les figures 4 et 7 peuvent, dans la pratique, se trouver comme représenté dans une ou plusieurs des trois dernières figures décrites. La figure 40 illustre une version du circuit de couplage à 5 fonctionnement biphasé dans lequel, comme il vient d'être décrit en référence à la figure 34, la capacité de recouvrement C& est une fraction relativement grande de la capacité totale G de la jonction flottante F. La structure est F similaire, en plusieurs points, à celle déjà décrite. Les formes d'ondes utilisées dans le fonctionnement du circuit sont représentées dans la 10 figure 41. Pendant le fonctionnement, durant l'impulsion négative 0^, il se produit une impulsion de tension négative V^. Ceci décharge les porteurs de charges qui s'étaient accumulées dans la région flottante F, et cette région F s'établit à un potentiel négatif proche de celui de la tension 15 d'alimentation V^. Pendant l'impulsion suivante 0^, la charge, si elle existe, accumulée sous la paire d'électrodes 14-(n-l)a, 14-(n-l)b, se transfère dans la région située sous l'électrode 14-n et la région flottante F. Un peu après le démarrage de l'impulsion négative 0 , l'impulsion de commande négative V u C se produit, et un cariai de conduction se forme sous l'électrode en polysilieium 20 17 jusqu'à la région de source SLes charges circulent alors entre S2 et le premier puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1, ou ne circulent pas, selon que l'électrode 16-0 est relativement négative (aucune charge positive en F) ou relativement positive (indicative du bit 1 enregistré en 14-n et F) par rapport au potentiel de la source S2. 25 La figure 42 est une vue en plan d'une partie d'un réseau de registres à décalage dans deux dimensions, dont une partie est représentée en coupe sur la figure 40. Pour aider à l'interprétation de la figure 42, des parties de cette figure correspondant à celles de la figure 40 sont identifiées par les mêmes références. L'économie de montage possible avec le fonctionnement 30 biphasé paraît évident d'après la figure 42. Une autre forme de circuit de couplage biphasé est représentée sur la figure 43. Ici, la dernière électrode du premier registre à décalage comporte une paire d'électrodes 14-na, 14-nb plutôt qu'une seule électrode comme sur la figure 40. En outre, la première électrode 16-1 du second 35 registre à décalage est excitée par une impulsion de phase 1 plutôt qu'une impulsion de phase 2. Les formes d'ondes de synchronisation de la figure 44 sont un peu différentes de celles utilisées pour le circuit de la figure 40. 72 01340 41 2121870 Pendant le fonctionnement du circuit de la figure 43, durant l'impulsion 0 , l'impulsion de repositionnement V se produit et 1 R l'électrode flottante rétablit la tension négative de référence. Lorsque l'impulsion suivante 02 se produit, la charge, si elle existe, qui se trouve 5 sous la paire d'électrodes 14-(n-l)a, 14-(n-l)b, se transfère dans le puits de potentiel situé sous la paire d'électrodes 14-na, 14-nb, et de là dans le puits de potentiel situé sous l'électrode flottante F si, pendant l'impulsion 0£, l'électrode F est à un potentiel plus négatif que la paire d'électrodes 14-na, 14-nb. 10 Le transfert des charges depuis le dernier puits de potentiel du registre à décalage vers la région flottante F se termine au bord retardé de 02- A cet instant, pendant l'impulsion (qui se produit pendant la première partie de l'impulsion négative 0^), un canal de conduction se crée entre la source S2 et le dessous de l'électrode 17. Si, au même instant, 15 l'électrode flottante F est relativement négative, les charges s'écoulent depuis S2, en passant par ce canal et le canal formé sous l'électrode 16-0, vers le puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1 crée par 0^. Si, en outre, l'électrode 16-0 est relativement positive, ce qui indique l'enregistrement d'un 1 à l'électrode flottante F, il se crée une barrière sous 20 l'électrode 16-0, et aucune charge ne circule entre S2 et le puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1. Un peu après la fin de l'impulsion de commande V„, et pendant l'impulsion négative 0.. , l'impulsion de repositionnement V se produit pour •L R placer l'électrode flottante F à son potentiel de référence. Aucune charge 25 ne peut circuler depuis la source S„, à cet instant, cependant, V étant au ^ C potentiel de la masse, il se forme une barrière pour le transfert des charges depuis la source S2. La figure 45 est une vue en plan d'une partie d'un réseau de registres à décalage dans deux dimensions comme représenté en partie sur 30 la figure 43. Là encore, l'économie de montage est évidente. Bien que ceci ne soit pas représenté, il est bien entendu que diverses autres permutations et combinaisons de divers montages décrits peuvent être utilisées. Pour ne donner qu'un exemple, il est clair que la structure simplifiée de la figure 34 peut être utilisée dans la version 35 biphasée du registre à décalage. Sur la figure 40, comme il a été déjà mentionné, la réalisation de l'étage de régénération des signaux peut être un peu simplifiée, comme il ressort du montage de la figure 42, si le circuit fonctionne sans 72 01340 42 2121870 repositionner l'impulsion de tension de commande V^. Cette modification du circuit est représentée schématiquement par la ligne en pointillé reliant l'électrode 14-(n+l) à la même source d'alimentation qui est utilisée pour le drain D. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, une source 5 d'alimentation commune est utilisée pour D, 14-(n+l) et de la même manière qu'indiqué précédemment sur la figure 34 pour le cas d'un système triphasé. Dans les modes de réalisation de l'invention décrits jusqu'ici, chaque registre à décalage reçoit les compléments des bits enregistrés dans le registre à décalage précédent. Le circuit représenté schéma-10 tiquement sur la figure 46 permet à chaque registre à décalage d'appliquer les bits eux-mêmes au registre à décalage suivant. Au lieu que l'électrode flottante F soit directement reliée à l'électrode de gâchette 16-0 du registre suivant, elle est reliée à ce registre à travers un inverseur I. Selon un autre aspect, le fonctionnement est identique à celui déjà décrit. L'inverseur 15 peut également être utilisé dans divers autres modes de réalisation de l'invention. Dans la pratique, l'inverseur peut être constitué de dispositifs métal-oxyde-sÉmiwon^ucteur, intégrés dans le même substrat que le reste du système, ou bien, peut être un circuit extérieur au substrat. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la 20 figure 21, plusieurs bits sont transmis en parallèle dans la région 100. Il a été mentionné dans la description de cette figure que ces bits pouvaient constituer un multiplet d'information. Un fonctionnement particulièrement avantageux peut être obtenu si, en outre, le complément du multiplet est transmis simultanément. Ainsi, un système de ce type comporte n paires de 25 registres à décalage à couplage de charges (n étant un nombre entier qui, dans le cas limite, est égal à 1 et,qui, normalement, est égal à 6 ou 8, mais qui peut être très supérieur). Un registre à décalage de chaque paire enregistre des bits et les autres compléments des bits, et chacune de ces paires peut être reliée à un détecteur équilibré, comme représenté sur la 30 figure 47. Un important avantage de ce fonctionnement est que le signal peut être détecté sans qu'il soit nécessaire d'atteindre un niveau de seuil défini. Pour un fonctionnement sûr du détecteur équilibré, il est uniquement nécessaire qu'il existe, une différence d'amplitude suffisante entre les deux 35 signaux d'entrée, l'un représentant le bit 1 et l'autre le bit 0. Un autre avantage de l'utilisation d'un détecteur équilibré, comme il sera décrit plus loin en référence à la figure 49, est la facilité relative d'introduire la 72 01340 43 2121870 nouvelle Information dans la boucle d'enregistrement, et d'obtenir l'information de sortie à partir de cette boucle. La raison en est le gain supplémentaire des signaux qui permet au détecteur équilibré d'être placé à une certaine distance des registres à décalage à couplage de charges. 5 Un mode de réalisation du détecteur équilibré est illustré sur la figure 48. Il peut être supposé que le registre supérieur gauche 14-(n+l), 14-n et ainsi de suite enregistre des bits et que le registre supérieur droit J.,4a-(n+l), 14a-n, etc. enregistre les compléments des bits. Dans la pratique, ces deux registres sont placés côte à côte, et les bits et leurs 10 compléments se déplacent dans la même direction, cependant, ils sont représentés convergeants l'un vers l'autre, dans un but de simplification. Le détecteur équilibré comporte deux transistors 200, 201 qui sont intégrés dans le même substrat que le reste du système. Il utilise également les structures de sortie des deux registres à décalage comme 15 dispositifs de charges ou "résistances'' pour les deux transistors à couplage croisé 200 et 201. Ainsi, le détecteur équilibré comporte en effet une bascule à quatre transistors, deux des transistors agissant comme résistances de charges et constituant une partie du circuit de sortie des registres à décalage. Pendant le fonctionnement du système de la figure 48, 20 durant l'impulsion 0.., V peut être très négative et V rendue égale à V.. 1 R m- Par conséquent, les régions flottantes F^ et F^ se déchargent de toute charge qui peut s'être accumulée, et se repositionnent à une valeur proche de -V^. Ainsi, les bornes 202 et 203 sont placées au même potentiel négatif proche de -V j et lorsque V est annulée (V restant à -V.), les quatre transistors 4 R C, 4 25 sont hors circuit, et les régions F^ et F^, sont à circuit ouvert. Le transfert du signal de charges dans F^ et F^ établit l'état que la bascule aura lorsqu'elle sera excitée à nouveau, ou, en d'autres termes, lorsque la bascule à quatre transistors sera placée en condition de fonctionnement. La bascule est réexcitée tout d'abord en rendant V plus 1 30 positif (en réalité moins négatif) puis,(ou simultanément)■en faisant retourner V à un potentiel négatif plaçant effectivement les charges de transistors (F^, 14-(n+l), D et F2, 14a-(n+l), D) dans le circuit. Plus précisément, V,, peut être rendue un peu plus positive que pour la partie de repositionnement du cycle, cependant, elle est toujours maintenue à un potentiel 35 suffisamment négatif pour que les deux transistors de charges soient encore en condition de conduction. La tension de commande Y est rendue relativement 1 positive par rapport à V^; elle peut être élevée, par exemple, à ou à un 72 01340 44 2121870 potentiel légèrement plus positif (la valeur réelle choisie pour V dépend 1 des tensions souhaitées en 202 et 203). Comme mentionné ci-dessus, l'état de la bascule dépend des valeurs des bits enregistrés dans les deux registres à décalage. Par exemple, 5 si le bit enregistré sous la paire d'électrodes 14-n pendant l'impulsion 0^ est à 0 (aucune charge), reste relativement négative. De façon correspondante, il y aura des charges sous la paire d'électrodes 14a-n et,à la fin de l'impulsion 0^j elles seront transférées dans F^ et F^ sera relativement positive. La tension relativement négative en 202 déséquilibrera la bascule, 10 et lorsque celle-ci sera réexcitée, il en résultera une conduction du transistor 201 et, de façon correspondante, la tension relativement positive en 203 mettra le transistor 200 hors circuit. La différence de tension entre F^ et F^ détermine l'état nouveau lorsque la bascule est réexcitée. Ainsi, la borne 202 sera rendue relativement négative et proche de la valeur de -V^ 15 moins la chute de tension de D à F^, tandis que le point 203 sera à une valeur relativement positive proche du potentiel de V qui peut être le même 1 que V^. Pendant l'impulsion 0^, l'information enregistrée en 202 et 203,qui est appliquée aux électrodes de gâchette 16-0 et 16a-0, respec- 20 tivement, simultanément à une impulsion négative V appliquée aux électrodes 17 et lia, créera^un panai de conduction sous l'électrode 16-0, et aucun canal de conduction sous 16a-0. C'est-à-dire que, après le démarrage de l'impulsion 0^ lorsque la bascule est placée dans son nouvel état, l'impulsion de commande V est rendue négative, et la charge passe de S à la région située O 2. 25 sous la plaque d'enregistrement 16-1. L'électrode 16a~0 étant relativement positive par rapport à V^, aucune charge ne passe de la source à la région située sous la plaque d'enregistrement 16a-l. La figure 49 représente de façon plus schématique un autre montage. La structure des registres à décalage supérieur et inférieur est 30 identique à celle apparaissant sur la figure 48, et seules les jonctions flottantes F^, F^ et les électrodes 16-0 et 16a-0 sont représentées. Dans ce mode de réalisation, les jonctions flottantes ne sont pas utilisées comme éléments de charges pour le détecteur équilibré. Les transistors 200 et 201 sont identiques à ceux de la figure 48. Cependant, en outre, des transistors 35 séparés 204 et 205 sont prévus, et consistent à amplifier les signaux présents en F^ et F^, respectivement. En outre, des transistors 207 et 208 servent à la fois de charges de transistors pour les bascules 200 et 201, et comme 72 01340 45 2121870 moyens d'introduction de la nouvelle information dans la bascule. Il faut également mentionner que la nouvelle information peut être introduite dans le circuit de la figure 48 par deux transistors, tels que 207 et 208 représentés sur la figure 49. 5 Pendant le fonctionnement du montage de la figure 49, la bascule peut être positionnée initialement en rendant les deux transistors 207 et 208 conducteurs (EXT = EXT = V tandis que IN^ = IN^ = une valeur négative telle que -V^ sur la figure 48). Puis les transistors 207 et 208 sont mis hors circuit, par exemple en réalisant EXT = EXT = masse, tandis 10 que Vç est également égale à les transistors 200 et 201 étant hors circuit. Ainsi, les points 202 et 203 sont positionnés au même potentiel de référence (-V,). 4 A l'instant où la bascule est positionnée et où les signaux de charges sont disponibles en F1 et F , une impulsion négative V plus 2 15 négative que V est appliquée aux électrodes de drain des transistors 204 1 et 205. Si, par exemple, IN (la tension en F^) est relativement négative et IN (la tension en F^) relativement positive, le transistor 204 conduira davantage que le transistor 205. Ceci déséquilibre la bascule, de façon que, de la même manière que décrit pour le circuit de la figure 48, lorsque la 20 bascule est réexeitée (tout d'abord en faisant retourner les tensions IN = IN à -V. , puis en faisant retourner V à V.) elle soit remise à un nouvel état dans lequel la différence de tension entre les points 202 et 203 est une version amplifiée de la différence de tension présente initialement entre F^ et.F^ 25 La nouvelle information peut être ajoutée aux registres inférieurs par l'intermédiaire des transistors 207 et 208 d'une manière similaire à celle utilisée par exemple dans un réseau de mémoires P-M0S. Les signaux EXT et EXT effectuent la fonction des impulsions de sélection de mots, tandis que les signaux IN et IN effectuent la fonction des signaux de bits 30 pour introduire la nouvelle information. Les signaux d'entrée extérieurs peuvent positionner la bascule à l'état souhaité en l'absence d'impulsions d'entrée de commande V . C, Les signaux extérieurs peuvent également avoir une amplitude suffisante pour supporter les signaux qui peuvent être présents en F^ et F^ 35 pendant V . Selon d'autres considérations, le fonctionnement est similaire 1 à celui décrit en référence à la figure 48. Ceci signifie -que, pendant le procédé de régénération de l'information, les transistors 207 et 208 72 01340 46 2121870 effectuent la fonction des dispositifs de charges dans la bascule qui, dans le circuit de la figure 48, étaient des parties de la structure de sortie des registres à décalage complémentaires. En plus des caractéristiques des figures 48 et 49 décrites 5 ci-dessus, les bascules utilisées permettent de transformer l'information de couplage de charges en une information statique enregistrée dans une bascule. Dans le cas, par exemple, d'un multiplet et de son complément transmis vers le registre à décalage à couplage de charges, comme dans la figure 21, il peut y avoir à une borne de sortie du système n bascules telles que celles 10 représentées sur les figures 48 et 49, n étant le nombre de bits dans un multiplet. Ces n bits peuvent être déplacés facilement dans toute forme de mémoire. Par exemple, la bascule de régénération des signaux,telle que sur la figure 49 avec des transistors supplémentaires 204 et 205 pour amplifier le signal provenant de F^ et F^, peut fonctionner comme une mémoire semi-15 Conductrice utilisée en mémoire tampon entre les boucles de mémoire à couplage de charges des circuits extérieurs. Dans les systèmes des figures 48 et 49, l'information d'entrée est détectée aux jonctions flottantes telles qy.e_rF^ et F il est bien entendu que le système fonctionne également en utilisant des électrodes 20 flottantes en aluminium, telles- «iQ^14-n sur la figure 50, pour les signaux de couplage capacitif à la bascule. La variation de capacité de ces électrodes flottantes en fonction du signal de charge apparaîtra de la description qui sera donnée du fonctionnement du circuit de la figure 50. Bien que les figures 47-49 soient illustrées sous la forme 25 d'un montage biphasé, il est bien entendu que les techniques décrites s'appliquent également aux circuits de propagation de charges à 3, 4 phases ou davantage. Dans la description effectuée jusqu'ici, le couplage entre deux registres comportait une région de jonctions flottantes telle, que F, 30 Fp etc. Cette région est située dans un substrat de type n, et est constituée d'une région p+. Il est également possible d'utiliser comme détecteur de signaux une électrode flottante en aluminium comme représenté sur la figure 50. Ici, l'électrode en aluminium flottante 14-n,à l'extrémité de sortie d'un registre à décalage, est couplée à une électrode de gâchette 16-0 à l'extré-35 mité d'entrée du registre suivant. Pendant le fonctionnement du système de la figure 50, un système à quatre phases, il est supposé que l'électrode 14-n a été positionnée par une impulsion de commande négative V à une tension pas tout à 4 72 01340 47 2121870 fait aussi négative que V^3 et mise en circuit ouvert (flottante à gauche) en supprimant l'impulsion de commande V . Ceci crée un puits de potentiel A sous l'électrode 14-n. A l'instant 0^, la charge (ou aucune charge) n'est transférée vers la région du substrat située sous la dernière électrode 5 d'enregistrement 14-(n-l). Il est supposé pour le moment que cette charge existe. Pendant le bord retardé de 0^,qui se superpose à l'impulsion négative 0^s lorsque le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-(n-l) est rendu moins profond, la charge se déplace dans le puits de potentiel situé sous l'électrode flottante en aluminium 14-n. Comme il est bien entendu, l'accrois-10 sement de charges dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-n fait croître la capacité effective entre l'électrode 14-n et le substrat. Une charge fixe étant établie précédemment sur ces électrodes flottantes, ceci fait diminuer la tension à l'électrode 14-n, et par conséquent, en 16-0. Lorsque l'impulsion 0^ est terminée, la charge se déplace 15 vers le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-n et se termine à l'instant où l'impulsion de tension de commande négative V est appliquée à L l'électrode 17. Les conditions sont alors correctes pour que la charge circule entre S^, à travers le canal de conduction situé sous l'électrode 17 et, selon que l'électrode 16-0 est négative ou positive par rapport au potentiel de 20 la source S2, vers le puits de potentiel situé sous l'électrode d'enregistremer 16-1, ou non. Dans des conditions idéales supposant une couche en bioxyde de silicium diélectrique parfaite, sans perte, une charge fixe peut -être, maintenue dans l'électrode 14-n par une action de division de tension capa- 25 citive. Dans les buts de la description, une source de tension continue relativement importante V est considérée, ainsi qu'une capacité relativement Ce faible C dans le circuit, pour atteindre ce but. Cependant, dans la pratique, P un matériau diélectrique aussi bon que le bioxyde de silicium a une résistivité finie, qui, en général, tend à rendre la tension de référence de l'électrode 30 14-n, dans ces conditions, dépendante de l'état précédent du registre à décalage. En outre, un léger glissement de tension se produit à ces électrodes flottantes si les conductivités de ces deux capacités ne sont pas exactement proportionnelles à leurs capacités respectives, et ceci peut introduire des erreurs supplémentaires. Pour éviter ces problèmes, et pour éviter la 35 nécessité d'une source de tension continue relativement élevée, conformément à l'invention, un moyen de,tension de repositionnement,tel que le dispositif MOS F, V , D ,est prévu pour placer l'électrode 14-n à un niveau de référence. 4 72 01340 48 2121870 Chaque fois que l'impulsion de commande négative V se produit, l'électrode 4 flottante en aluminium 14-n est remise à la tension de D^. Tandis que, si cela est souhaitable, une impulsion négative V peut être appliquée pendant chaque impulsion 0^, et l'électrode 14-n n'a pat besoin d'être repositionnée 5 aussi souvent. Elle peut être repositionnée, par exemple, en synchronisme avec une impulsion négative 0^ de plusieurs millisecondes, par exemple. Une autre caractéristique du "circuit de la figure 50 est que la tension de l'électrode 16-0 peut être modulée par une source de tension extérieure V par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 10 représenté en C . La tension de commande peut être synchrone à la tension de commande V . Son but est de décaler le niveau de tension en 16-0 jusqu'à un niveau convenable, pour, dans un cas, supprimer complètement le canal situé sous l'électrode 16-0, et dans un autre cas, le rendre très conducteur. Ceci est en effet similaire à ce qui a déjà été décrit pour le cas dans 15 lequel il existe une capacité de recouvrement importante C . Une alternative du moyen de repositionnement décrit ci-dessus consiste à maintenir l'électrode flottante 14-n à une tension de référence fixe en reliant cette électrode à une borne d'alimentation par l'intermédiaire d'une résistance de valeur relativement grande représentée en R . Cette ti 20 résistance peut prendre la forme d'une bande relativement mince en polysilieium, de la même composition que celle utilisée pour les électrodes en polysilieium. EXTREMITE DE SORTIE DU SYSTEME 25 La figure 51 représente schématiquement une forme du circuit d'entrée-sortie du système de l'invention. Elle représente également l'utilisation de circuits logiques à couplage de charges. Ce circuit s'applique aux modes de réalisation biphasés, cependant, des circuits similaires peuvent être utilisés pour les modes de réalisation à 3, 4 phases ou davantage. 30 La partie du circuit contenant les électrodes 14-(n-2), 14-(n-l), etc. à la partie supérieure gauche peut se trouver à la fin du dernier registre du système, et le circuit comportant les électrodes 16-2 et 16-1, etc. peut se trouver au début du premier registre du système. Ils peuvent constituer ensemble une boucle fermée. S'il est souhaitable de 35 simplement faire recirculer l'information, les impulsions ont une valeur négative par rapport à la source S2> et VREG sont relativement positives par rapport à la source S^, par exemple, cette dernière étant au potentiel de la masse. 72 01340 49 2121870 Les électrodes 17-a, 16a-0, 16a-l et 16a-2 représentent l'extrémité d'entrée d'un registre à décalage pour supprimér le signal de sortie du système décrit ci-dessus, qui peut être une boucle fermée. En résumé, ce registre du système fonctionne de la façon suivante. La sortie est obtenue uniquement si le train des impulsions de commande négatives V (appliqué à l'électrode 17-a) existe. Lorsque les impulsions V„„„ sont co REG relativement négatives et V_ sont relativement positives, une nouvelle RiiG information peut être introduite dans le système à boucle fermée sous le signal d'entrée de commande La fonction des impulsions de commande 10 Vjyjç, vREq et VCQ est similaire à celle de l'impulsion de synchronisation de la figure 40. Dans le but de la description, la source de tension commandant les potentiels de et sera de -5 V. Les sources S^, et peuvent comporter la même région de source unique, mais pour obtenir 15 une commande supplémentaire du fonctionnement de l'étage de sortie, des tensions séparées de commande peuvent être appliquées aux sources S^, S.^ et d'une manière telle que décrite par exemple en référence à la figure 7. Le fonctionnement de la boucle fermée apparaît des descriptions précédentes, telles que la description du circuit de la figure 40 (en tenant compte du fait que 0^ sur la figure 40 et 0^ sur la figure 51). 20 Pendant l'impulsion négative 0^, le complément du bit enregistré dans le dernier étage du dernier registre à décalage passe dans le premier étage (16-1) du premier registre à décalage. Pendant l'impulsion 0^ suivante, le bit enregistré sous 16-1 se propage vers la gauche vers le puits de potentiel 25 situé sous la paire d'électrodes 16-2. Au front d'onde de cette impulsion 0^, et au bord retardé de l'impulsion 0^ qui se termine, la charge positive qui se trouve en F^ se déplace dans le puits de potentiel qui vient d'être créé sous 14-ma, 1.4-rmb. Il faut noter que F^ est légèrement espacéede 14-(n-l), l'électrode d'aluminium 30 14-n recouvrant cette distance. L'électrode 14-n agit comme gâchette pendant le bord retardé de 0^ pour empêcher toute charge en F^ de se propager à nouveau vers 14-(n-l). Lorsque 0^ décroît, le puits de potentiel situé sous l'électrode 14-n décroît, et simultanément, le puits de potentiel sous la paire d'électrodes 14ma et 14mb croît, ce qui entraîne un transfert de la 35 charge. Le transfert de charges de F^ à F^ s'arrête lorsque l'électrode F^ atteint le potentiel de 0^ moins la tension de seuil V^, c'est-à-dire (-15 V 4- V^). Ceci est la tension de référence pour F^. 72 01340 50 2121870 Au début de l'impulsion 02, est à un potentiel négatif Vp2 proche de + 0^ (en supposant un couplage capacitif important de 0^ à F ) ayant été établi précédemment de la manière déjà décrite, Ainsi, les porteurs de charges positifs s'accumulent dans le puits de potentiel situé 5 sous F2- Le potentiel de F2, si aucune charge n'est transférée depuis F^, est *' égal à + 02, en supposant que la capacité de l'électrode 14-mb est considérablement supérieure à la capacité de F2 au substrat plus la capacité de l'électrode 16a-0. En d'autres termes, le potentiel de F2 sera + ^02, ^02 variant en fonction de la capacité entre l'électrode 14-mb et 10 F2, et de la capacité totale de F2> La circulation des charges ci-dessus, si elle existe, entraîne une variation positive du potentiel en F2, et comme F2 est reliée à 16a-0, une variation de tension correspondante en 16a-0, Cette dernière est l'électrode de gâchette d'un autre registre à décalage 16a-l, 16a~2, etc. 15 Si, pendant le temps 0 , la tension de commande V est 2 ku relativement négative à la source S^s la charge se propagera depuis S^ depuis le canal de conduction sous 17a. Ensuite, selon que 16a-0 est relativement négatif (aucune charge en F2) ou relativement positif par rapport à S2 (une charge en F2), la charge de S2 passera ou ne passera pas dans le premier puits 20 de potentiel - l'électrode 16a-l. Ensuite, cette information se propage vers la droite. Si, en outre, V est relativement positive, par exemple à la VjU masse, aucune information ne peut passer depuis F2 vers le registre 16a-l, 16a-2 ... Après la fin de V^q, l'impulsion 02 se termine tandis que 25 l'impulsion 0^ est en circuit et que la seconde impulsion de tension de commande V ^ se produit. Cette impulsion fait fonctionner la région du substrat située sous l'électrode de commande 14-(n+l) en canal de conduction, et toute charge en F2 est dirigée par l'intermédiaire de ce canal vers le drain D. Après le transfert des charges, la seconde électrode flottante F2 30 est rétablie à une valeur négative proche de celle de par l'impulsion de commande Vc2. peut avoir toute valeur telle que -5 V ou similaire. Lorsqu'il est souhaitable d'introduire une nouvelle information dans le registre à décalage, l'électrode 17 est rendue relativement positive par rapport à S2> c'est-à-dire qu'elle est placée à un potentiel 35 tel que celui de la masse, et une impulsion relativement négative ou train d'impulsions est appliquée à 17-b. La tension relativement positive V _ fait empêcher par l'électrode 17 le passage des porteurs de charges iiCiG 72 01340 51 2121870 depuis la source jusqu'au puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1, quel que soit le potentiel en 16-0. Ainsi, si aucune information n'est introduite en V , V introduira en effet un 0 dans le registre à décalage XN REG en réponse à chaque impulsion 0 , effaçant ainsi les bits successifs enre-5 gistrés dans le système de registres à décalage. La nouvelle information peut être introduite en appliquant une tension convenable V ^ à l'électrode de gâchette 16b-0 coïncidant avec l'impulsion appliquée à 17-b pendant chaque impulsion négative 0^. Si V ^ est négative pendant l'impulsion 0^, l'électrode de source S^ transfère 10 la charge vers le puits de potentiel situé sous les électrodes 16-1 et 16b-l. Ces deux électrodes sont en réalité la même électrode, une électrode commune, représentée séparément pour simplifier le dessin, et qui peut recevoir des charges, soit par l'intermédiaire du canal commandé par les électrodes 17 et 16-0, soit par le canal commandé par les électrodes 17-b et 16b-0. Si, en 15 outre, est relativement positive tel que, par exemple, le potentiel de la masse, pendant l'impulsion négative V_„n, il se crée une barrière de Riiljr potentiel sous l'électrode 16b-0s et aucune charge n'est transférée entre S3 et le puits de potentiel créé par 0^ sous l'électrode 16b-l, 16-1. Le but de l'étage spécial constitué des électrodes 14-ma 20 et 14-mb et de la région consiste à permettre l'obtention d'un signal de sortie retardé d'un demi-cycle à partir du signal de sortie disponible au premier registre à décalage, sans charge capacitive supplémentaire du premier étage de sortie. La réalisation de cet étage de sortie spécial peut s'étendre à une structure à plusieurs étages, chaque étage étant constitué de 14-ma, 25 14-mb, F^j étages successifs excités pa# àes phases successives. Cette structure nouvelle et perfectionnée constitue un circuit à "chaîne de transfert" tel que décrit dans F.L.J. Sangster, "Integrated MOS and Bipolar Analoy Delay Lines using Bucket-Brigade Capacitor Storage", "ISSCC Digest Technical Papers, p. 74, 1970" de F.L.J. Sangster. Cescircuitsà chaîne de transfert sont 30 réalisés par un procédé classique p-MOS. La nouvelle structure de la figure 51 est réalisée à l'aide de techniques de dispositifs de déclenchement périodique au silicium à auto-alignement décrites plus loin, et ceci permet la réalisation de circuits beaucoup plus compacts. Un procédé pour réaliser la capacité de 1'électrode (électrode 14-mb) recouvrant les jonctions flot-35 tantes diffusées est également possible. Une autre caractéristique de ce circuit est la suppression virtuelle des capacités de réaction non souhaitables entre les étages. Ceci est possible car les régions de jonctions 72 01340 52 2121870 flottantes sont diffusées avec les dispositifs à déclenchement périodique au silicium, tels que 14-ma et 14-(n+l) dans le cas représenté sur la figure 51, et sont utilisées comme masques. Les structures nouvelles des registres à décalage à chaîne 5 de transfert peuvent également être utilisées comme réseaux photodétecteurs à auto-exploration, réalisés de la même manière que les registres à décalage à couplage de charges biphasés,, en utilisant deux épaisseurs d'un canal oxyde pour obtenir les puits de potentiel asymétriques, tels que représentés sur les figures 14 ou 17. Cependant, dans les nouvelles structures à chaîne 10 de transfert, les deux épaisseurs différentes du canal oxyde ne sont pas essentielles pour le fonctionnement, mais peuvent être utilisées comme commande supplémentaire quelles que soient les valeurs relatives des capacités du dispositif à déclenchement périodique au silicium et de l'aluminium en optimisant la configuration de ces circuits. 15 Pendant le fonctionnement du circuit à chaîne de transfert ci-dessus, les charges représentant l'information sont transférées entre les jonctions flottantes à polarisation inverse, de façon que la région de la figure 51 sous la commande des impulsions de tension d'horloge biphasées telles que 0^ commandent en parallèle les dispositifs à déclenchement pério-20 dique en polysilieium à auto-alignement tels que 14-ma recouvrant la jonction flottante, telle que CONSIDERATIONS GENERALES CONCERNANT LA CONFIGURATION DES CIRCUITS A DECALAGE A COUPLAGE DE CHARGES. 25 Un certain nombre de facteurs est à considérer dans la configuration des circuits décrits ci-dessus. En prenant par exemple la figure 40, la source d'alimentation V, sert à placer la région flottante F à un potentiel de référence V — V.. Le potentiel d'alimentation V, Kllr H- 1 (combiné à (figure 29), si celui-ci existe),détermine la quantité de 30 charges à introduire dans le puits de potentiel situé sous la première électrode d'enregistrement 16-1. Le potentiel V de la région flottante F est la tension appliquée à l'électrode de gâchette 16-0. Lorsque V = V „ F REF (aucun signal de charge en F), la charge disponible en S2 peut être transférée, à un instant convenable, au puits de potentiel situé sous 16-1. En 35 outre, la valeur de V , lorsqu'il existe des charges, doit être suffisante r pour empêcher la^circulation des charges entre S^ et le puits de potentiel situé sous 16-1. Cette valeur doit être plus positive que (~V^ + V^), 72 01340 53 2121870 étant le seuil associé à S^, 16-0. Il peut être supposé, par exemple, que V de la figure 40 est suffisamment négative pour qu'un canal très conducteur C s'établisse sous l'électrode 17. Il ressort de ce qui précède que, par un choix judicieux 5 des valeurs de V, et V , une valeur convenable de V peut être obtenue dans 4 1 F un cas (aucune charge en F), pour permettre l'écoulement des charges jusqu'à une certaine valeur depuis jusqu'au puits de potentiel sous 16-1, et, dans un autre cas,(des charges en F), pour empêcher la circulation des charges entre S^ et le puits de potentiel situé sous 16-1. L'oscillation de tension 10 en F -la quantité de transfert de à peut être accrue en augmentant l'amplitude de 02 (figure 40), ce qui entraîne la formation d'un puits de potentiel plus profond en F, et, lorsqu'il existe des charges, l'accumulation de ces charges et, par conséquent, une plus grande oscillation positive de V . F 15 Dans la description de la figure 29, les diverses capacités réparties du circuit sont introduites. La charge capacitive totale C de la F région flottante F est : 20 CF " °« + Cb + C3 + °4 + S La variation de tension produite en F à la suite du F transfert de charges Q vers F est : Av_ = 25 F Cp Pour un substrat à résistivité relativement élevée, C et A a Cc contribuent le plus à G„. Par conséquent, dans ces conditions, "V peut 5 T F être augmentée considérablement pour un Q donné, en réduisant C& et au minimum. Ceci implique une dimension L faible sur la figure 40 (en supposant v 30 que la capacité entre 17 et 16-0 est relativement faible sur la figure 40), et un recouvrement minimal entre 14-n et F, comme,par exemple,représenté sur la figure 43. Cependant, comme il a été décrit en référence à cette figure 43, des signaux de synchronisation plus complexes sont nécessaires, et il peut être souhaitable de sacrifier une partie du gain de la tension pour 35 simplifier la synchronisation et d'autres considérations. L'effet de l'accroissement de la capacité en C& sur le fonctionnement du circuit a déjà été décrit. 72 01340 54 2121870 VITESSE DE FONCTIONNEMENT La vitesse de fonctionnement qui peut être obtenue avec les registres à décalage à couplage de charges décrits ci-dessus dépend en partie du temps nécessaire au transfert de charges d'un puits de potentiel 5 au puits suivant. Ce transfert de charges peut être accompli de trois manières différentes : 1. Diffusion. 2. A l'aide d'un champ de dérive à auto-induction, résultant 10 du gradient de potentiel de surface dû à une répartition des charges non uniformes, dans ou entre les puits de potentiel, et 3. Par un choix de dérive induit extérieurement, résultant du champ limite entre les deux électrodes. Les calculs faits par ordinateur concernant le paragraphe 3 15 ci-dessus ont montré que,pour un substrat de résistivité suffisamment élevée, les structures d'électrodes à auto-alignement décrites ci-dessus permettant à l'espace entre deux électrodes adjacentes d'être égal ou inférieur à l'espace entre une électrode et le substrat, peuvent fonctionner de manière que le transfert complet des charges soit accompli principalement en réponse au 20 champ limite, et en un temps de l'ordre de quelques nanosecondes. En outre, le mécanisme 2 ci-dessus, qui peut être considéré également comme un mécanisme de diffusion avec un coefficient de diffusion proportionnel à la densité de charges, entraîne le transfert de charges de manière similaire à la décharge d'une ligne de transmission à résistance et condensateur (RC). Cependant, au 25 contraire du dernier, avec le mécanisme 2, le transfert des charges devient progressivement plus lènt que la constante de temps RC en fonction de la quantité de charges qui a été retirée du puits de potentiel. Par conséquent, en l'absence de 3 ci-dessus, qui concerne des électrodes très espacées l'une de l'autre ou des électrodes longues, lorsque le puits de potentiel se vide, 30 le mécanisme de transfert des charges commence à dépendre entièrement de la diffusion des porteurs de charges, indépendamment de leur concentration, avec 2 une constante de temps de L_, L étant la longueur de l'électrode et D le D 2 coefficient de diffusion en cm /s. Dans les cas 1 et 2, l'efficacité du transfert des charges (le degré de perfection du transfert des charges) 35 semble être inversement proportionnelle à la fréquence de fonctionnement. Cependant, avec le procédé 3, un transfert complet des charges peut se produire essentiellement durant un seul temps de transit de dérive des 72 01340 55 2121870 porteurs de charges, et ceci implique un fonctionnement à vitesse très élevée, ainsi qu'un transfert complet des charges. Par conséquent, tandis que le mécanisme 2 peut contribuer de façon significative au transfert initial des charges, un transfert complet et rapide est possible uniquement en présence 5 du mécanisme 3. Lorsque les profondeurs d'appauvrissement sont comparables ou supérieures aux longueurs d'électrodes L, et que l'espace entre électrodes est égal ou inférieur à l'épaisseur de la couche en bioxyde de silicium, le temps de transfert des charges effectif t dû au champ limite pour un, substrat 10 de résistivité infinie peut être approximativement égal à : L1 f.L_\ ^u Av ^uaJ tc = (D L'équation (1) ci-dessus provenant de : 15 2TTa Av E = 5 (2) min jJ- tc. ,uE . (3) / mm 20 où E^n = le champ électrique présent sous l'électrode 0^ (voir plus loin), - la mobilité = 250 cm^/V.s pour du silicium de type n. Av représente la différence entre les tensions appliquées aux deux électrodes à couplage de charges adjacentes. L'équation concernait un registre à décalage à couplage de charges triphasé lorsque la tension 0^ 25 diminuait, la tension 0^ augmentait et la tension 0^ était nulle. La charge a été transférée depuis le puits de potentiel situé sous une électrode 0^ vers le puits de potentiel situé sous l'électrode 0^. A l'instant intéressant, les valeurs des tensions appliquées à ces deux électrodes sont 0^ = 0 volt, 02 = volt, et 0^ = -2V volts, ce qui entraîne Av = V. jO - a = l'épaisseur du bioxyde de silicium, c'est-à-dire l'espace compris entre une électrode et le substrat. Tandis que dans le cas ci-dessus la valeur de Em^n a été obtenue de manière analytique (par une solution précise des équations de champ de potentiel), lorsqu'une résistivité finie est considérée, ces procédés j5 analytiques ne conviennent pas. Ici, les calculs par ordinateur comportant des approximations (la solution des équations de Poisson) sont nécessaires. Ces solutions numériques du champ de potentiel pour des structures à couplage 72 01340 56 2121870 de charges dans lesquelles la résistivité finie du substrat est considérée, c'est-à-dire dans lesquelles la charge d'espace de la région d'appauvrissement a été considérée, ont fait ressortir ce qui suit. Pour une configuration d'électrodes dans laquelle L = 4,u, l'espace f entre électrodes = O, 2,u, O / / 5 a = 2.000 A, la résistivité du substrat p = 20 ohm.cm, et les tensions sur les trois électrodes adjacentes sont égales, respectivement, à 2, 7 et 12 V, le champ limite minimal sur la surface du substrat en silicium (le champ qui concourt au transfert des charges) est de 2,5 x 10^ V/cm. Ceci correspond à un temps de transit - temps nécessaire au transfert d'un puits de potentiel 10 au suivant, de G,5 nanoseconde. Le champ limite pour L = 10 ,u, tous les •2 autres facteurs étant identiques, est de 4 x 10 V/cm correspondant à un temps de transit de 10 nanosecondes. Le champ limite chute rapidement (et le temps de transit s'accroît de façon correspondante) lorsque la profondeur d'appauvrissement 15 devient plus petite que la longueur de l'électrode L. Le champ limite est fonction, entre autres choses, de la tension d'électrode (plus la tension entre les électrodes est importante, et plus leurs valeurs absolues sont grandes, plus le champ est important), de la résistivité du substrat p (plus p est grand, plus le champ limite est important, pour une tension d'électrode 20 donnée) et de la dimension a (plus a est petit, plus le champ limite est grand pour une tension d'électrode donnée). Il a été découvert que,lorsque la profondeur d'appauvrissement devient inférieure à 6a, le champs limite commence à décroître très rapidement, en faisant décroître la résistivité du substrat. La condition pour laquelle la profondeur d'appauvrissement x^ 25 est égale à 6a correspond au cas où l'épaisseur effective du bioxyde de silicium (qui est égale à environ 3a) est égale à l/2x^, la profondeur effective d'appauvrissement. La condition ci-dessus correspond au cas où la chute de tension aux bornes du bioxyde de silicium est égale à la tension aux bornes de la profondeur d'appauvrissement du silicium. 30 Un autre procédé pour accroître le champ limite pour une structure d'électrode fixe dans le cas d'un substrat à résistivité relativement faible consiste à faire fonctionner les structures biphasées avec une tension de polarisation du substrat relativement import mte V^. Lorsque la tension de polarisation du substrat est importante et qu'elle accroît les 35 profondeurs d'appauvrissement des puits de potentiel, il en résulte des champs limites plus importants. Par exemple, la solution numérique des champs 15 -3 de potentiel montre que pour un dopage du substrat de 5 x 10 cm (ce qui 72 01340 57 2121870 correspond à une résistivité de 0,8 ohm.cm pour un substrat de type n) et des électrodes dont la longueur est égale à 4 O II canal oxyde de 2.000 A, le champ limite minimal est de 300 V/cm pour des tensions entre phase et neutre de 2, 7 et 12 V. Cependant, pour la même 5 structure, le champ limite minimal s'accroît jusqu'à 1.200 V/cm pour des tensions entre phase et neutre de 12, 17 et 22 V. Ceci signifie que, dans ce cas, le champ limite minimal est multiplié par quatre lorsque la tension du substrat varie de V„ = +2 V à V = +12 V. N N Les structures de l'invention peuvent être utilisées pour 10 obtenir un fonctionnement à vitesse élevée. La structure de l'électrode de recouvrement permet aux électrodes adjacentes d'être proches l'une de l'autre. L'espace compris entre les électrodes f (figure 9) peut être rendu très petit - O 1.000 A ou moins (c'est-à-dire 0,1,u ou moins). La longueur L (figure 9) peut être faible, 13^u ou moins - même 5^.u, comme la longueur k (figure 9) qui 15 peut être de 2-5/(u. La petite longueur k est obtenue facilement par une technique de dispositifs à déclenchement périodique au silicium à autoalignement . L'analyse de l'ordinateur décrite brièvement ci-dessus indique que l'utilisation d'un substrat à résistivité relativement élevée (10 ohm.cm g 20 ou davantage) permet d'obtenir des vitesses de bits de l'ordre de 10 bits par seconde ou davantage. Cependant, des circuits à haute densité, tels que ceux utilisés pour les applications des mémoires en série, peuvent être obtenus en utilisant des structures biphasées pour les circuits à couplage de charges. Parmi ces structures, celle utilisant les deux épaisseurs de 25 bioxyde de silicium, sans déphasage de la tension (comme sur la figure 9) utilise un substrat de résistivité relativement faible tel que celui présentant une résistivité de l'ordre de 3 à 1 ohm.cm. Ces registres peuvent 7 8 fonctionner à une vitesse de 10 à 10 bits par seconde. Pour obtenir des vitesses de bits supérieures avec ces structures, une polarisation relativement 30 importante du substrat Vmjtelle que +10 V ou plus,peut être utilisée. Pour 8 obtenir des vitesses de bits supérieures à 10 , les structures biphasées utilisant les tensions de déphasage continues (sur la figure 11) sont préférables car elles peuvent être réalisées avec des substrats à résistivité élevée (ou faible). 35 Un autre facteur à considérer pour la détermination de la vitesse de fonctionnement des circuits décrits ci-dessus est le temps de réponse des circuits de régénération des signaux (circuits décrits en référence 72 01340 58 2121870 aux figures 37-40, par exemple). Ici, le temps nécessaire pour mettre la jonction flottante F à un potentiel de référence doit être considéré, ainsi que le temps nécessaire au transfert de charges vers la jonction flottante et le temps nécessaire pour placer les charges dans le premier puits de 5 potentiel du registre suivant (le puits situé sous l'électrode 16-1) sous la commande de la jonction flottante. Le transfert des charges dans la région flottante, en principe, peut se faire en un temps égal au temps nécessaire au transfert des charges entre deux puits de potentiel adjacents. Le temps nécessaire pour mettre la jonction flottante au potentiel de référence (le 10 potentiel V^) est comparable au temps du transfert de charges et peut être accéléré en utilisant une impulsion de repositionnement V suffisamment grande. R Le facteur restant, c'est-à-dire le temps nécessaire au transfert des charges dans le puits de potentiel situé sous l'électrode 16-1, est la limite principale au temps de réponse du circuit de régénération des signaux. Cependant, 15 ceci n'est pas une limitation importante, car pour une tension de 2 V ou plus, ce temps de transfert des charges peut être de l'ordre de plusieurs nanosecondes . PROCEDES DE FABRICATION 20 La description suivante des techniques de fabrication qui peuvent être utilisées pour réaliser les dispositifs à couplage de charges décrits ci-dessus concerne des procédés connus dans le domaine des circuits intégrés. Par conséquent, la description est un peu simplifiée, et ces étapes bien connuesstelles que le nettqyage des plaquettes, les applications 25 de matières photorésistantes, le recuit du canal oxyde, le dépôt de silicium sur aluminium des contacts, et autres procédés ne seront pas décrits en détail. '"*? Référence sera faite maintenant à la figure 52. Comme représenté sur la figure 52a, une couche épaisse en bioxyde de silicium 240 O 30 (d'une épaisseur d'environ 10.000 A ) est obtenue par croissance thermique sur le substrat de silicium 242. Puis, comme représenté sur la figure 52b, la partie de bioxyde de silicium pour laquelle les électrodes et les régions diffusées D, F et S^ se forment est décapée. Puis, comme représenté sur la figure 52c, une couche mince 244 en bioxyde de silicium (d'une épaisseur O O 35 d'environ 500 A à 2.000 A) est obtenue par croissance thermique sur le substrat. Sur la figure 52d, une couche en polysilieium 246 (d'une O épaisseur d'environ 3.000 à 5.000 A) est déposée épitaxialement sur la plaquette de silicium 242, par-dessus les deux régions en bioxyde de silicium 72 01340 59 2121870 minces et épaisses. Ensuite, un masque est utilisé pour définir les régions du substrat pour lesquelles les régions p+ se forment, en supprimant toutes les parties en polysilieium qui ne sont pas utilisées pour les gâchettes ou les électrodes. Une couche photorésistante peut être déposée à travers ce 5 masque et des parties de polysilieium et de bioxyde de silicium définies par 'les régions non durcies sur la couche photorésistante sont décapées pour laisser la structure représentée sur la figure 52e. Ceci expose certaines régions 248-250 du substrat. Ensuite, une source de matériau p+ tel que le bore est utilisée pour former les jonctions PN comme représenté sur la figure 10 52f. Il faut noter que, dans ce fonctionnement, les régions en polysilieium, et en d'autres endroits, les régions épaisses en bioxyde de silicium sont utilisées comme masque de diffusion. Après les étapes mentionnées ci-dessus, une seconde O couche mince en bioxyde de silicium, d'une épaisseur de 2.000 à 6.000 A peut 15 être déposée sur tout l'échantillon comme représenté sur la figure 52g. La fonction de cet oxyde consiste à servir d'isolant électrique entre les électrodes en polysilieium et en aluminium de phases différentes de la tension. Cet oxyde peut également être déposé avant le dépôt des sources et des drains. Ensuite, un autre masque peut être utilisé pour définir les régions décapées 20 sur la figure 52h. Puis, le décapage est accompli pour laisser les parties en polysilieium de chaque paire d'électrodes comme représenté en 252-257. Sur la figure 52h, la région p+ du substrat peut être la source S^, la région flottante F et le drain D. L'électrode 258 peut être l'électrode de commande utilisée pour placer l'électrode flottante F à la tension du drain D. 25 Les étapes restantes du procédé sont évidentes et ne sont pas représentées. Tout d'abord, une couche en bioxyde de silicium supplémentaire est obtenue par croissance thermique ou déposée pour produire l'épaisseur souhaitée du canal oxyde sous les électrodes en aluminium, et pour isoler les électrodes en polysilieium. Puis, des ouvertures de contact 30 sont réalisées avec un autre masque aux régions p+ du substrat, et en des places du polysilieium nécessitant une connexion aux conducteurs ou électrodes en aluminium à déposer ensuite. Puis, une couche continue d'aluminium peut être déposée sur l'échantillon. Un autre masque peut être utilisé pour définir les électrodes en aluminium. Puis, des parties de l'aluminium peuvent être 35 décapées pour définir la structure d'électrode en aluminium. Dans la phase représentée sur la figure 52h, une partie de la région de canal en bioxyde de silicium 244 peut être décapée. Ceci peut être fait ou non en fonction de la distance souhaitable d'espacement 72 01340 60 2121870 entre l'électrode en aluminium et le substrat. Si l'électrode en aluminium doit être aussi proche du substrat que les électrodes en polysilieium, les parties de la couche 244 doivent être décapées en vue du dépôt sui/ant de la couche en bioxyde de silicium. En outre, si les électrodes en aluminium 5 doivent être plus espacées du substrat que les électrodes en polysilieium, le décapage peut s'arrêter comme représenté sur la figure 52h. Selon un second procédé de fabrication, la même structure, mais sans diffusion à auto-alignement, peut être réalisée en modifiant la séquence d'opérations. Dans ce cas, les régions p+ peuvent être formées dans 10 le substrat de type n avant la croissance du bioxyde de silicium épais (avant la phase décrite sur la figure 52a). Lorsque l'oxyde est obtenu, les régions p+ sont plus profondes dans le substrat. En outre, avec cette technique, l'un des masques peut être utilisé à la fois pour décaper les électrodes en polysilieium 252-257 et pour l'électrode de commande en polysilieium 258. 15 Tandis que dans la partie principale de la description des matériaux d'application particuliers sont donnés pour illustrer l'invention, il est bien entendu qu'ils ne sont cités qu'à titre d'exemples. Dans de nombreux cas, des matériaux différents de ceux décrits peuvent être utilisés. Par exemple, bien que le silicium soit un matériau de substrat utilisé de 20 préférence, d'autres matériaux tels que le germanium ou l'arséniure de gallium, par exemple, peuvent le remplacer. En outre, même dans le cas du silicium, des substrats de type p peuvent, dans certains cas, être préférés à des substrats de type n. Dans les substrats de type p, les porteurs de charges sont des électrons et leur mobilité est environ le double des trous, et ceci 25 implique que des structures à couplage de charges plus rapides soient fabriquées de cette façon. En outre, plutôt que d'utiliser des électrodes en polysilieium et en aluminium, d'autres matériaux tels que le polysilieium et le molybdène, ou le molybdène et l'or, ou le platine, le titane et l'or, ou le tungstène et l'aluminium, ou des alliages de silicium et d'aluminium, ou l'un 30 quelconque d'un certain nombre de ces métaux peuvent être utilisés. Des substitutions au polysilieium sont également possibles en utilisant la technologie de métallisation en deux couches. Un exemple est l'utilisation de l'aluminium anodisé pour la première couche métallique (dans ce cas, l'oxyde d'aluminium constitue l'isolant ou l'un des isolants entre cette électrode métallique 35 et la seconde électrode de la paire). En outre, bien que le bioxyde de silicium ait des propriétés avantageuses, d'autres matériaux isolants tels que l'oxyde d'aluminium ou le nitrure de silicium peuvent être utilisés sur des substrats 72 01340 61 2121870 en silicium, et des matériaux diélectriques de grande qualité peuvent être utilisés sur les substrats autres que le silicium. Il est bien entendu que les dimensions données à titre d'exemple se rapportent à des systèmes réalisés par des techniques de circuit 5 intégré, par exemple en utilisant l'impression par contact par projection pour le développement de la couche photorésistante. Le même type de structure peut être réalisé avec des dimensions beaucoup plus petites, ce qui signifie qu'elles peuvent fonctionner à des vitesses très supérieures, en utilisant un faisceau de balayage électronique pour l'exposition de la couche photo-10 résistante, ou même pour la fabrication directe des électrodes. Ici, l'alignement entre les différentes couches de la structure peut être réalisé automatiquement à l'aide de techniques de réaction, et d'un ordinateur numérique pour la commande. Selon cette technique, la longueur des électrodes obtenue est de l'ordre de l^u (10 ® mètres) ou moins. 15 II va de soi que l'invention décrite est susceptible de nombreuses modifications ou variantes sans pour autant sortir de son cadre. 72 01340 62 2121870 REVENDICATIONS 1. Circuit comportant un substrat formé d'un matériau semi conducteur d'un type de conductivité; une source de porteurs de charges comportant une région d'un autre type de conductivité en contact avec le .> substrat; un moyen proche de la source pour former un puits de potentiel 5 dans le substrat, dans lequel les porteurs de la source peuvent circuler; le circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte un moyen couplé à la source pour la commande de la circulation des porteurs de charges entre la source et le puits de potentiel; et un moyen pour inverser la polarisation de la source par rapport au substrat. 10 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande de la circulation de la charge est une électrode de commande espacée du substrat, et située entre la source et le moyen pour former le puits de potentiel, 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le 15 moyen pour former un puits de potentiel est une électrode d'enregistrement espacée du substrat par une couche isolante, et adjacente à l'électrode de commande. 4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour inverser la polarisation de la source fonctionne pour empêcher 20 celle-ci d'agir comme source de porteurs de charges, le circuit comportant en outre un moyen pour appliquer une impulsion dans le sens direct de la source, d'amplitude insuffisante pour placer la source au même potentiel que le substrat, mais d'amplitude suffisante pour lui permettre d'agir en source de porteurs de charges. 25 5. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour inverser la polarisation est un niveau de tension continue fixe, dans le sens inverse de la source. 6. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour envoyer des impulsions simultanément aux électrodes 30 d'enregistrement et de commande dans le premier cas pour former un puits de potentiel dans lequel les porteurs de charges délivrés par la source peuvent circuler, et dans le second cas, pour former un canal de conduction entre la source et le puits de potentiel; et un moyen pour appliquer une impulsion \ dans le sens direct à l'électrode de source, d'une amplitude suffisante pour |35 lui permettre de relâcher les porteurs de charges, durant un intervalle qui ^ - 72 01340 63 2121870 démarre après le début des impulsions simultanées et se termine après la fin de l'impulsion appliquée à l'électrode de commande. 7. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen d'inversion de polarisation comporte un moyen pour appliquer une 5 ■ impulsion dont l'amplitude est telle que la source reste polarisée dans le sens inverse par rapport au substrat. 8. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen, pour envoyer des impulsions indépendamment à la source et aux électrodes de consnande. 10 9. Circuit, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat formé d'un matériau semiconducteur; et un moyen sensible à une seule impulsion pour créer un puits de potentiel dans le substrat, plus profond sur un bord du puits qu'au bord opposé. 10. Circuit selon la revendication 9, caractérisé en ce que le 15 moyen comporte-.- d#ux«s.. (électrodes espacées l'une de l'autre et adjacentes l'une à l'autre, excitées par une seule impulsion, une électrode de la paire créant un puits de potentiel plus profond que l'autre électrode en réponse à 11 impulsion. 11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que 20 l'électrode de la paire créant le puits de potentiel le plus profond est plus proche du substrat que l'autre électrode de la paire. 12. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrode de la paire créant le puits de potentiel le plus profond présente un travail de sortie inférieur à l'autre électrode de la paire. 25 13. Circuit selon la revendication-12, caractérisé-en ce que l'électrode de la paire créant le puits de potentiel le plus profond est en polysilieium d'un type de conductivité différent de celui du substrat semiconducteur, l'autre électrode de la paire étant formée d'un conducteur ayant un travail de sortie supérieur au polysilieium. 30 14. Circuit selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour maintenir de façon continue une électrode de la paire à un niveau de tension continue différent de celui de 1!autre électrode. 15. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrode de la paire créant le puits de potentiel le plus profond a une 5 largeur effective supérieure à l'autre électrode, le puits de potentiel le plus profond ayant une largeur supérieure au puits de potentiel le moins profond. 72 01340 64 2121870 16. Circuit selon la revendication 15, caractérisé en ce que les deux électrodes de la paire sont séparées du substrat par une couche isolante, et l'électrode créant le puits de potentiel le moins profond est espacée de celui-ci également par une couche isolante. 5 17. Circuit comportant un substrat en un matériau semiconducteur où les charges peuvent être enregistrées; plusieurs rangées d'une couche isolante relativement mince sur le substrat; chaque rangée définissant une longueur du substrat le long de laquelle les charges se propagent; caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs électrodes adjacentes l'une à l'autre le long 10 de chaque rangée, chacune de ces électrodes créant un puits de potentiel asymétrique dans le substrat, plus profond à la partie du puits en regard du sens souhaité de propagation du signal le long de la longueur de sa rangée, que la partie du puits faisant face au sens opposé de propagation du signal; et un moyen pour appliquer une phase d'une tension biphasée, à une électrode 15 sur deux de chaque rangée, et la seconde phase de cette tension à l'autre fëieafcrode de chaque rangée. 18. Circuit selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte une couche isolante relativement épaisse sur le substrat, séparant les rangées l'une de l'autre; et en ce que chaque électrode d'une rangée 20 comporte une couche conductrice espacée du substrat par une couche isolante relativement mince, l'électrode correspondante dans au moins deux rangées adjacentes se présentant sous la forme d'une couche conductrice continue qui passe d'une rangée à la rangée suivante par l'intermédiaire de la couche isolante épaisse entre cette rangée et la suivante. 25 19. Circuit selon la revendication 18, caractérisé en ce que chaque électrode comporte en plus de la couche conductrice, une ligne conductrice qui relie au moins une rangée à la rangée adjacente suivante, espacée du substrat par une couche isolante relativement mince dans les deux rangées adjacentes, et par une couche isolante relativement épaisse entre les deux 30 rangées. 20. Circuit selon la revendication 19, caractérisé en ce que chaque ligne conductrice forme avec chaque couche conductrice une paire d'électrodes sur au moins deux rangées adjacentes, la couche conductrice étant espacée et recouvrant un côté de la ligne dans une des rangées, et étant 35 espacée et recouvrant l'autre côté de la ligne dans l'autre rangée. 72 01340 65 2121870 21. Circuit selon la revendication 19, caractérisé en ce que chaque •cpuch,e conductrice comporte une ligne ondulée dans le sens de la colonne, 'et chaque ligne conductrice comporte également une ligne ondulée dans le sens de la colonne, passant sous une couche conductrice en des points espacés, au-5 dessus de la couche isolante épaisse, le long de la ligne, et qui, entre ces points espacés, ondule dans un sens opposé à la couche ondulante sous laquelle elle passe. 22. Circuit selon la revendication 19, caractérisé en ce que chaque couche conductrice est constituée d'une structure internumérique 10 exportant un tronc principal sur la couche isolante épaisse entre une paire de rangées et de créneaux dans des sens opposés par rapport au tronc principal, sur la couche isolante mince de la paire de rangées, un créneau étant espacé dans un sens et recouvrant un bord d'une ligne conductrice donnée et un créneau adjacent se trouvant dans le sens opposé espacé et recouvrant le bord 15 opposé de la même ligne conductrice. 23. Circuit comportant un substrat formé d'un matériau semiconducteur d'un type de conductivité; une première et une seconde rangée espacées en contact avec le substrat, formées d'un matériau semiconducteur d'un type de conductivité différent de celui du substrat, un moyen pour 20 maintenir la première région à un potentiel tel qu'elle agisse comme tin accepteur de porteurs de charges minoritaires; une électrode de commande espacée du substrat et se trouvant entre les régions pour la commande de la circulation des porteurs de charges minoritaires de la seconde à la première région; un moyen couplé au substrat pour placer une charge porteuse minori-25 taire dans la partie du substrat où la seconde région est située; une borne de sortie reliée à la seconde région à laquelle un signal peut être détecté; et un moyen pour appliquer un signal à l'électrode de commande de manière que toute charge qui se trouve dans la seconde région passe dans la première région, cette seconde région étant alors mise à un niveau de tension de 30 référence. 24. Circuit selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième région espacée en contact avec le substrat et formée d'un matériau semiconducteur d'un type de conductivité différent de celui du substrat; une première électrode d'enregistrement couplée au substrat et 35 à la seconde région pour déplacer une charge porteuse minoritaire dans la partie du substrat où la seconde région est située; une seconde électrode d'enregistrement espacée de la surface du substrat et proche de la troisième 72 01340 66 2121870 région; une seconde électrode de commande espacée de la surface du substrat et située entre la troisième région et la seconde électrode d'enregistrement; et un moyen couplé entre la seconde région et la seconde électrode de commande sensible à un signal de charges dans la seconde région pour la commande de la 5 tension de la seconde électrode de commande. 25. Circuit selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour maintenir la première et la troisième région et la première électrode de commande au même niveau de potentiel. 26. Circuit selon la revendication 24, caractérisé en ce que le 10 moyen de couplage est un inverseur. 27. Circuit selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen couplé à la troisième région pour lui appliquer une tension de polarisation inverse d'amplitude insuffisante pour empêcher la troisième région d'agir comme des sources de porteurs de charges minoritaires. 15 28. Circuit selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour inverser la polarisation de la troisième région suffisamment de manière à empêcher la libération des porteurs de charges minoritaires et un moyen pour appliquer une impulsion dans le sens direct à la troisième région pendant que la tension de la seconde électrode de commande 20 est commandée par la seconde région. 29. Circuit, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de registres à décalage à couplage de charges; un moyen pour déplacer simultanément les signaux de charges dans l'un des registres et les compléments de ces signaux de charges dans l'autre registre; et un détecteur de signaux 25 différentiels couplé à une borne d'entrée à un étage de l'un des registres, et à son autre borne d'entrée à un étage correspondant de l'autre registre à décalage. 30. Circuit selon la revendication 29, caractérisé en ce que chaque registre comporte un substrat semiconducteur et des électrodes suces- 30 sives couplées capacitivement au substrat, l'étage dans chaque registre auquel le détecteur de signaux est couplé étant constitué d'une région du substrat de conductivité différente de celle du substrat, adjacente à l'une des électrodes. 31. Circuit selon la revendication 30, caractérisé en ce que 35 le détecteur de signaux est une bascule à quatre transistors, chaque bascule comportant une électrode de source, de drain et une électrode de commande, les régions du substrat servant d'électrodes de source pour deux des transistors . 72 01340 67 2121870 32. Circuit, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat de type de conductivité donné; une première et une- seconde région espacées relativement proches l'une de l'autre dans le substrat, d'un type de conductivité opposé par rapport à celle du substrat; un moyen couplé à la seconde 5 région pour créer dans le substrat pendant un intervalle de temps un trajet de conduction reliant la seconde région à une source de potentiel de référence, pour placer cette seconde région à un niveau de tension de référence; et une électrode couplée à la seconde région et à la partie du substrat qui se trouve entre la première et la seconde région pour placer la première rangée à un 10 niveau de tension pendant un second intervalle de temps. 33. Circuit selon la revendication 32, caractérisé en ce que la source de potentiel de référence comporte une troisième région dans le substrat d'un type de conductivité opposé à celle du substrat, et un moyen pour maintenir la troisième région à une tension fixe de référence. 15 34. Circuit selon la revendication 32, caractérisé en ce qu'il comporte deux bornes de sortie, l'une couplée à la première région et l'autre à la seconde région; une quatrième région dans le substrat d'un type de conductivité différent de celle du substrat, la quatrième région servant de source de porteurs de charges minoritaires; un moyen créant un puits de 20 potentiel dans une région du substrat proche de la quatrième région; et une quatrième électrode de conmande couplée à la région du substrat située entre la quatrième région et le moyen créant un puits de potentiel, et reliée à l'une des bornes de sortie, la quatrième électrode pour la commande de la circulation des charges entre la quatrième région et le puits de potentiel. 25 35. Circuit selon la revendication 33, caractérisé en ce qu'il comporte une cinquième électrode de commande couplée à la région du substrat située entre la quatrième région et le moyen créant un puits de potentiel, la quatrième et la cinquième électrode comportant deux électrodes de recouvrement pour créer dans le substrat deux trajets de conduction en-série 30 entre la quatrième région et le puits de potentiel. 36. Circuit selon la revendication 32, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen créant un second puits de potentiel dans une autre région du substrat proche de la quatrième région; et une autre électrode de commande couplée à la région du substrat située entre la quatrième région et le 35 second puits de potentiel et reliée à l'autre borne de commande. 72 01340 68 2121870 37. Circuit selon la revendication 36, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen couplé à une autre partie du premier et du second dispositif de commande pout, simultanément, dans un cas,empêcher le passage des porteurs de charges, et dans l'autre, permettre le passage de ces porteurs de charges. 38. Procédé de propagation d'une charge à vitesse élevée à partir d'un puits de potentiel dans un substrat sous une électrode, jusqu'à une région du substrat située sous une électrode adjacente, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes : espacement des électrodes d'une distance qui n'est pas supérieure à l'espace compris entre les électrodes et le substrat; et création dans le substrat sous l'électrode adjacente d'une profondeur d'appauvrissement comparable à la largeur de l'électrode.