Brevet FR2143838A1 — publié le 19730209

La présente invention concerne un dispositif à couplage de charge dans lequel un moyen est prévu pour améliorer les performances de transfert des porteurs de charges. Récemment, un nouveau type de dispositif de stockage d'information connu sous le nom de dispositif à couplage de charge a été développé pour une grande variété d'applications telles que les dispositifs image, les mémoires et les dispositifs de logique. Fondamentalement, un dispositif à couplage de charge comprend un milieu d'accumulation, une couche isolante revêtant une surface de ce milieu et un réseau d'électrodes métalliques disposé sur la couche isolante, formant ainsi essentiellement un réseau de dispositifs nétal-isolantsemi-conducteur appelés plus simplement dispositifs MIS. Les porteurs de charges mobiles représentant l'information sont introduits dans le milieu d'accumulation par différents moyens selon l'application concernée. Ces porteurs de charges sont attirés vers la zone située sous une électrode à laquelle est appliqué un potentiel spécifique.Ce paquet de charge peut être transféré vers la zone située sous une électrode adja- cente (l'électrode réceptrice) en appliquant à celle-ci un potentiel tout en supprimant la polarisation de l'électrode maintenant la charge (l'électrode débitrice). Les paquets de charge peuvent par conséquent être déplacés à travers le milieu d'accumulation dans une direction parallèle à la surface du milieu en appliquant successivement une impulsion à une rangée d'électrodes Dans la forme de réalisation usuelle, le milieu d'accumulation de charge est constitué d'un semiconducteur, les porteurs de charges se présentent dans le milieu sous la forme de porteurs minoritaires, et le mécanisme de transfert est caractérisé par la formation de régions d'appauvrissement ou de déplétion successives dans le semiconducteur par les électrodes excitées.Toutefois, le milieu d'accumulation peut également être composé de matières semiconductrices qui sont intrinsèquement appauvries en porteurs de charges, tels que les composés des groupes Il et VI. Un des problèmes associés aux dispositifs à couplage de charge est le fait que le transfert de porteurs peut être entravé par suite de la formation de barrières ou puits de potentiel dans les zones comprises entre les électrodes. Une solution consiste à rendre l'intervalle entre élec rodes aussi petit qu'il est techniquement possible (soit 1 à 3 micromètres environ). Cette solution implique cependant des problèmes de fabrication et produit dans l'entrefer entre les électrodes des champs excessifs qui accroissent la chance de provoquer un glissement de charge sur la surface d'oxyde, Une seconde solution au problème évoqué plus haut consiste à prévoir deux niveaux de métallisation, avec des électrodes adjacentes qui se recouvrent, séparés par une mince couche d'oxyde.Cette solution implique également des problèmes de fabrication par le fait qu'elle requiert une métallisation en plusieurs couches. L'invention a pour objet un dispositif à couplage de charge qui ne requiert point un faible écartement entre les électrodes pour assurer de bonnes qualités de transfert. Dans le dispositif selon l'invention, la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation de charge est liée à la charge fixée dans la couche isolante en manière telle que la densité des porteurs de charges varie monotoniquement dans la région comprise entre une électrode débitrice et une électrode réceptrice à la fin d'une période de transfert, En raison de sa construction, il est possible de conférer au dispositif proposé selon l'invention de bonnes qualités de transfert même pour des intervalles larges entre les électrodes. On choisit une gamme de charge dans le milieu d'accumulation et dans l'oxyde en sorte que, pour un potentiel d'électrode particulier, on obtienne une densité de porteurs de charges libres croissant monotoniquement entre les électrodes débitrice et réceptrice au terme d'une période de transfert.Des matières particulières qui possèdent naturellement la charge requise peuvent être combinées dans le dispositif à couplage de charge afin de réaliser cet effet. D'autre part, le milieu d'accumulation ou l'oxyde peuvent être dopés par implantation d'ions ou développement épitaxial sur la surface pour fournir la charge nécessaire, L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins joints sur lesquels les figures 1A à IF montrent des courbes illustrant le champ de déplacement et la densité des porteurs de charges en fonction de la position sur la surface du milieu d'accumulation pour trois cas de potentiel superficiel la figure 2 est un diagramme montrant la charge transférable normalisée en fonction de l'écartement entre les électrodes la figure 3 est un diagramme montrant la charge transférable normalisée en fonction de la fréquence d'excita tion la figure 4 illustre la distribution de la concentration d'impureté dans le milieu d'accumulation à semi-conducteur dans un dispositif selon une forme de réalisation de l'invention. Afin de déterminer les conditions de rendement de transfert optimal, on va examiner deux électrodes adjacentes (l'électrode débitrice et l'électrode réceptrice) dans un dispositif à couplage de charge à la fin de la période de transfert des porteurs de charges libres d'une électrode à l'autre. La fin d'une période de transfert est déterminée comme étant le moment auquel pratiquement tous les porteurs de charges libres, c'est-à-dire au moins 99,9 96 des porteurs, ont été transférés depuis la région située sous 11 électrode débitrice. On a constaté que pour obtenir un bon rendement de transfert sur de larges intervalles, la densité des porteurs de charges libres dans l'espace compris entre les électrodes doit avoir ni maximum, ni minimum, sinon une barrière ou puits de potentiel s'établit, qui entrave le phénomène de transfert. Afin de simplifier le problème, on suppose que le potentiel appliqué à l'électrode réceptrice est le minimum requis pour déplacer tous les porteurs de charges libres depuis l'électrode débitrice. Le dispositif fonctionne alors avec sa pleine capacité de charge. Cela signifie qu'à la fin de la période de transfert, les porteurs de charges libres ne se déplacent plus. Si l'on néglige le phénomène de diffusion, cela peut uniquement se produire si la surface du milieu d'accumulation est équipotentielle.Lorsqu'on remplace la surface du milieu d'accumulation par une surface équipotentielle, les champs et la densité de charge entre les électrodes peuvent autre calculés en recherchant le champ dans la région située sous la surface du milieu d'accumulation et le champ au-dessus de la surface du milieu d'accumulation en utilisant la loi de Gauss et l'équation de Poisson.Dans les calculs qui suivent, on a supposé un milieu semi-conducteur de type p. Toutefois, on présentera également,lorsque cela s'avérera utile, des équations générales applicables à des semi-conducteurs de type n et à des matières semi-isolantes Comme la surface du semi-conducteur est une surface équipotentielle, le champ de déplacement juste en dessous de la surface (D5) est uniforme et donné par l'équation suivante où N est la densité de charge fixée en volume dans la région de déplétion du semi-conducteur, Eg est la constante diélectrique du semi-conducteur, V est le potentiel superficiel du semi-conducteur, et g est la charge électronique.Ce champ de déplacement juste au-dessus de la surface du semi-conducteur (Dox) est donné par la relation suivante Dox = D5 + qn - qNss (2) où n est la densité des électrons libres, et N55 est la densité superficielle de la charge fixe résidant dans l'isolant d'oxyde, qui peut être considérée comme située à l'interface du semiconducteur et de l'oxyde. En combinant les équations (1) et (2) on obtient l'expression suivante pour la charge des porteurs libres Comme qNss est toujours constant et comme V est constant à la fin de la période de transfert, des différences de la densité des électrons d'une électrode à l'autre sont liées aux variations du champ Dox par la relation Cela signifie que si l'on peut faire en sorte que le champ Dox varie monotoniquement dans l'intervalle entre les électrodes, (c'est-à-dire que le champ Do, ne présente ni maximum, ni minimum), la densité des électrons varie alors également monotoniquement et aucune barrière ou puits de potentiel ne se produira. Les figures 1A à IF illustrent trois variations possibles du champ Dox et de la densité des électrons libres n en fonction de la position entre deux électrodes adjacentes dans un dispositif à couplage de charge à la fin d'une période de transfert. Les bords de deux électrodes métalliques sont indiqués par les lignes verticales en trait interrompu. Sur les figures 1A et 1B, le potentiel superficiel V est inférieur à V1 et également inférieur à V2, les potentiels V1 et V2 étant les potentiels appliqués aux électrodes débitrice et réceptrice à la fin de la période de transfert, respectivement.On peut voir sur la figure 1A que le champ Do, est positif en dessous des deux électrodes métalliques et qu'il tombe à zérodansl'in- tervalle entre ces électrodes lorsque celui-ci est suffisamment grand. Le champ Dox est considéré comme positif lorsque les lignes de champ pénètrent dans les semi-conducteurs, et comme étant négatif lorsque les lignes de champ sortent du semiconducteur. D'après l'équation (4), la densité des électrons n est par conséquent plus faible dans l'espace compris entre les électrodes que sous l'une ou l'autre électrode, et elle tombe en fait à zéro pour des écartements entre électrodes suffisamment grands comme le montre la figure 13. Dans ce cas, une barrière de potentiel retarde donc le flux de charge.Sur les figures 1C et 1D, le potentiel V est supérieur à V1 et à V20 Dans ce cas, le champ Dox est négatif sous chaque électrode mais il est également zéro dans l'intervalle entre les électrodes comme le montre la figure 1C, tandis que la densité des électrons est plus élevée dans cet intervalle que sous les électrodes comme le montre la figure ID. Un puits de potentiel retient donc la charge dans l'intervalle entre les électrodes. Enfin, les figures 1E et IF illustrent le cas où V est supérieur ou égal à V1, mais inférieur ou égal à V2.On voit à la figure 1E que le champ Do, est inférieur ou égal à O sous l'électrode débitrice, qu'il est supérieur ou égal à O sous l'électrode réceptrice, et qu'il est égal à 0 dans l'intervalle entre les électrodes. Comme le champ Dox varie monotoniquement, la densité des électrons varie également monotoniquement comme on peut le voir à la figure 1F, et aucune barrière ou puits de potentiel ne se produit. C'est le cas souhaité. Par conséquent, une condition pour réaliser un bon rendement de transfert sur des intervalles larges entre les électrodes est que le potentiel superficiel à la fin du phénomène de transfert soit compris entre le potentiel appliqué aux deux électrodes adjacentes. Une gamme de valeurs de Nss (charge fixée dans 1' oxyde)peut être trouvée d'après les équations indiquées plus haut afin d'obtenir ce résultat. Concentrant son intérêt sur le champ situé sous l'électrode débitrice, on peut combiner les équations (I) et (2) en tenant compte du fait qu'à la fin de la pdriode de transfert la densité des porteurs de charges libres est zéro en dessous de l'électrode. Cela donne La différence entre V1 (potentiel sur l'électrode débitrice) et V (potentiel superficiel du semi-conducteur) est donnée par où 6 est l'épaisseur de l'oxyde et #ox est la constante diélec- trique de l'oxyde. (Il faut savoir que DoX/òx est égal au champ électrique dans l'oxyde.) On trouve la valeur minimale de qN55 lorsque V = V1 et par conséquent Doux = O dans l'équa- 1 tion(6). Pour un substrat de type p, on a donc ou, pour le cas général d'un semi-conducteur de type n ou de type P et d'une matière semi-isolante où N55 est de signe opposé à celui de la charge fixée dans le milieu d'accumulation (c'est-à-dire qu'il est positif pour une matière de type P, et qu'il est négatif pour une matière de type n). L'équation (8) représente le minimum voulu de la charge d'interface dans la plupart des cas, Toutefois, il faut constater que le potentiel superficiel ne peut tomber en dessous d'une certaine valeur ou la surface ne sera pas appauvrie. Ce potentiel minimum, Vain, est donné par où E c est l'extrémité de la bande de conduction du semiconducteur et Ef est le niveau de Fermi dans la masse. Ainsi, si V1 est inférieur à Vmin lors de la réalisation du dispositif, le potentiel superficiel minimal n'est point égal à V1 lorsqu'on trouve la charge d'interface minimale.Par consé quent, les équations (5) et (6) donnent dans ce cas la charge minimale comme suit On trouve la valeur maximale de qN55 en concentrant son attention sur le champ situé sous l'électrode réceptrice à la fin de la période de transfert. Pour la charge maximale, V P V2 (potentiel sur l'électrode réceptrice) et le champ D sous l'électrode réceptrice est égal à O, La densité des 0x2 porteurs de charges libres n'est point égale à O sous la seconde électrode comme dans le cas précédent. Toutefois, on peut trouver cette charge par la différence de potentiel des deux plaques métalliques, laquelle différence de potentiel dépend uniquement de la densité des porteurs de charges libres d'après l'équation suivante puisque la surface est équipotentielle.Les équations (1), (2) et (11) donnent pour un semi-conducteur de type n ou, pour le cas général où N88 est positif pour une matière de type 2 et négatif pour une matière de type ne Les équations (8) et (13) représentent donc la gamme de charge dans l'oxyde, requise pour éliminer les barrières ou puits de potentiel dans les intervalles entre les électrodes pour un dopage donné quelconque du semi-conducteur et pour une tension d'excitation quelconque, quelle que soit la largeur de l'intervalle entre les électrodes. Il est bien connu dans le domaine de l'art que l'oxyde possède naturellement une certaine charge. Il est dès lors possible de choisir un oxyde qui possède une charge située dans la gamme prescrite par les équations (8) et (13) pour un dopage donné du semi-conducteur et pour une tension d'excitation donnée.Par exemple, dans un oxyde développé thermiquement sur du silicium, N55 est normalement compris dans la gamme allant de 4 à 7 x 1010 cm 2 e Cela suggère que l'on obtiendra un transfert de charge complet en utilisant un substrat de type 2 avec un dopage inférieur à 1,3 x 1014 cm 3 combiné à une couche isolante de bioxyde de silicium lorsque les tensions d'excitation sont typiquement de 1 volt et de 10 volts pour V1 et V2, respectivement, Si l'oxyde n'est pas recuit, ou s'il est recuit dans l'oxygène, on peut réaliser une densité d'oxyde de charge naturelle de 7 x 1010 à 6 x 1011 cm , ce qui suggère d'utiliser un substrat de type 2 avec un dopage inférieur à 2,9 x 1014 cm 3 avec les mêmes tensions d'excitation. Bien qu'il ait été suggéré d'utiliser un substrat de type 2 dans un dispositif à couplage de charge, il ne semble point que la densité de contamination du semi-conducteur ou tension d'excitation ait été spécifiée pour assurer un rendement de transfert maximum. Bien sûr, des combinaisons d'oxydes peuvent évidemment être utilisées.Par exemple, une o combinaison de SiO2 de 1000 A et de Al203 de 500 A donnerait une densité de charge d'oxyde nette de -4 x 1010 cm 2 et ainsi, lorsque ces couches recouvrent un milieu d'accumulation de type n avec une densité de charge fixée inférieure à 1,3 x 1014 cl 3, la relation de charge voulue est obtenue pour des tensions d'excitation de 1 volt et 10 volts. Les implications de la charge fixée dans l'isolant et dans le milieu d'accumulation apparaitront mieux en se référant à la figure 2. Celle-ci est un diagramme montrant la charge transférable normalisée (QO- Q/QO) en fonction de lté- cartement des électrodes, exprimée en microns, pour un substrat de type n avec une densité de charge fixée N = 1014 cl 3. QO est la charge sous l'électrode débitrice avant le transfert et Q est la charge non transférée, On peut voir que le rendement de transfert tombe rapidement lorsque l'écartement entre les électrodes dépasse 5 microns, comme le montre la courbe A. Toutefois, en présence d'une charge superficielle de -5 x 1010 cl 2, le rendement de transfert se maintient à 100 5' quel que soit l'écartement entre les électrodes, comme le montre la courbe 3. il faut se rendre compte cependant que l'analyse qui vient d'être présentée a trait à la fin de la période de transfert et elle suppose par conséquent que la charge a disposé d'un temps donné suffisant pour quitter la zone située sous l'électrode débitrice. Cela signifie que le rendement de transfert peut également être affecté par la fréquence des impulsions d'excitation dans un dispositif à couplage de charge. Ce phénomène est illustré par le graphique de la figure 3 qui montre la variation de la charge transférable normalisée en fonction de la fréquence d'excitation F pour les mêmes densités de dopage que celles ayant servi à établir le diagramme de la figure 2. L'écartement entre les électrodes est de 5 microns et la largeur des électrodes est de 30 microns. La courbe A illustre le cas sans charge superficielle et la courbe B illustre le cas avec charge superficielle. On voit que, même en présence de charge d'oxyde superficielle, le rendement de transfert décroit rapidement au-delà d'une certaine fréquence. Compte tenu de la définition donnée plus haut de la période de transfert, on suppose qu'au moins 99,9 96 de la charge située sous l'électrode débitrice ont eu l'opportuni- té d'être transférée.D'autres auteurs ont montre que la fréquence maximum permise est donnée approximativement par la relation suivante où Cr est la mobilité des porteurs de charges libres, V1 et V2 sont les potentiels sur les électrodes débitrice et réceptrice, respectivement, ; est le nombre de lignes d'horloge excitant le dispositif à couplage de charge, Wx est la largeur des électrodes métalliques, et Ws est la largeur des intervalles entre électrodes. Cette relation est basée sur l'hypothèse que les porteurs de charges minoritaires sont soumis à l'effet d'un champ électrique uniforme. Par conséquent, afin de réaliser les conditions optimales décrites plus haut, le dispositif à couplage de charge doit être excité à une fréquence inférieure à fmax. Lorsqu'il n'est pas possible de choisir des matières qui possèdent naturellement la charge d'interface convenable, une alternative utilisable est d'introduire une charge uniformément dans l'oxyde ou le milieu d'accumulation par implanta tion dtions, procédé bien connu dans le domaine de l'art. Une autre possibilité est de développer uniformément sur la surface du milieu d'accumulation une couche épitaxiale qui contient la charge convenable. La charge qui peut être ajoutée à l'oxy- de est déterminée par les équations (8) et (13) puisque toute la charge peut être considérée comme résidant à l'interface. Toutefois, la détermination de la quantité de charge qui doit être ajoutée au milieu d'accumulation implique une analyse qui est légèrement plus complexe que celle qui a été donnée plus haut. Cela provient du fait que la distribution d'une charge additionnelle quelconque ne permet plus d'adopter l'approximation selon laquelle la compensation de charge se fait uniquement à l'interface entre le milieu d'accumulation et 1'iso- lant. En conséquence, il faut suivre une méthode plus générale qui tient compte du profil d'impureté dans le milieu d'accumulation. Supposant que Q est la densité de charge dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, en ce compris le dopage de fond et la charge additionnelle, on a Q = q(N##N#) (i4) où q est la charge des électrons, ND est la densité des donneurs d'électrons (charge positive fixée) et NA est la densité des accepteurs d'électrons (charge négative fixée)* La densité de charge Q est fonction de la distance x entre un point quelconque et l'interface milieu d'accumulation-oxyde. Le champ de déplacement sous la surface du milieu d'accumulation est donné alors par où w est la largeur de la région de déplétion, Le champ de D5 est positif lorsque les lignes de champ pénètrent dans le milieu d'accumulation et il est négatif lorsque les lignes de champ sortent du milieu d'accumulation. D'une manière similaire, le potentiel superficiel V est donné par où #s est la constante diélectrique du milieu d'accumulation. L'expression entre crochets représente le champ électrique dans le milieu d'accumulation0 A partir des équations (vis) et (16) on peut trouver le champ D5 en fonction du potentiel V pour un profil de dopage quelconque, et l'expression de D5 peut alors être substituée dans l'équation (2), ce qui donne Dox = Ds(V) + qn - qNss (17) Le même processus utilisé pour trouver la charge d'oxyde minimum et maximum peut être utilisé pour trouver la gamme de charges qui doit être introduite dans le milieu d'accumulation pour produire une variation monotonique de la densité de charge.On trouve ainsi la ligne inférieure lorsque n = O, qn O O et V = V1 (à condition que V1 I Vmin), et 1 dès lors D5(V1) = qN55 (18) D'une manière similaire, on trouve la limite supérieure pour et V = V2, ce qui donne Comme précédemment, l'équation donnant la charge minimum est légèrement différente lorsque le potentiel V1 est inférieur à Vmin. Utilisant la même analyse que ci-dessus, l'équation de la charge minimum devient Les équations (18) et (19) déterminent la charge minimum et la charge maximum pour tous les cas (c'est-à-dire pour une matière de type n ou de type p), à condition que le potentiel V1 soit supérieur ou égal à Vmin. Le champ D5(V) dépend de la distribution de dopage dans le semi-conducteur d'après les équations (15) et (16). Pour illustrer ce point, on a calculé ci-dessous la charge dans le cas où une charge additionnelle est apportée sous la forme d'une couche unifor me formée sur la surface du semi-conducteur (couche épitaxia le). il est clair cependant que n'importe quelle distribution de dopage peut être traitée d'une manière similaire. La figure 4 montre la répartition de la densité de dopage N dans le semi-conducteur en fonction de l'épaisseur lorsqu'une couche épitaxiale d'épaisseur a se trouve dévelop pée sur un substrat de type p. Supposant que NT est la densité totale du donneur d'électrons dans la couche épitaxiale, les équations (15) et (16) donnent Ds = q(-NT + (w-a) NA) (21) Les équations (18) et (19) sont alors résolues par rapport à NT maximum-et minimum, respectivement, afin de réaliser un transfert complet.Le résultat est donné ci-dessous Un dispositif à couplage de charge typique utilisant une couche épitaxiale pourrait être réalisé avec les caractéristiques suivantes NA = 1014/cm NSS = 1011/cm # = 10-5 cm #OX = 1/3 x 10-12 F/cm #s = 10-12 F/cm V2 = 20 volts V1 = 10 volts a = 0,5x 10-4 cm 1,2 x 1011/cm Une autre forme de réalisation pour réaliser un transfert complet suivant l'invention consiste à implanter des charges dans l'oxyde ou dans le milieu d'accumulation, mais uniquement dans les intervalles entre les électrodes. Cette fois encore, certaines modifications sont requises dans l'analyse afin d'en déterminer la quantité de charge nécessaire. En particulier, lorsque la charge est ajoutée à l'oxyde, d'après l'équation (3), une variation monotonique de la densité des porteurs de charges libres n'est point réalisée par une variation monotonique du champ Dox puisque qN55 n'est plus uniforme sur l'interface. La variation de la densité de charge, déduite de l'équation (3), est par conséquent ssqn = #Dox + AqNss e (26) Une variation monotonique est donc réalisée dans l'intervalle entre les électrodes à la fin d'une période de transfert lorsque la courbe combinée de Do, et Ns, est monotonique.En se reportant à la figure 1A, on peut voir que si une charge est ajoutée dans l'intervalle entre les électrodes (intervalle déterminé par les lignes en verticale en trait interrompu) pour obtenir une courbe monotonique, la charge minimum qui doit être ajoutée est suffisante pour donner au champ Do, dans l'intervalle entre les électrodes une valeur égale à celle qu'il a sous l'électrode débitrice. Quant à la charge maximum à ajou- ter, on voit qu'elle est suffisante pour donner au champ Dox dans l'intervalle entre les électrodes une valeur égale à celle qu'il a sous l'électrode réceptrice. Les valeurs minimum et maximum de la charge à ajouter sont par conséquent données par la charge sous les électrodes débitrice et réceptrice, respectivement, charge qui peut être déduite de la théorie électrique classique. La quantité de charge à inclure dans 1'oxyde entre les électrodes est par conséquent comprise dans la gamme suivante Le potentiel superficiel V dans l'intervalle entre les électrodes n'est plus compris entre V1 et V2, mais il peut être déterminé par la relation suivante où N est la densité de dopage de base dans l'oxyde (la char 55B ge fixée naturellement dans l'oxyde)* Une analyse similaire à celle qui vient d'être faite peut être utilisée lorsque la charge additionnelle est ajoutée dans le milieu d'accumulation. Toutefois, dans ce cas, le profil de dopage dans le milieu d'accumulation doit être pris en considération.Si Q est la densité de charge dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, la charge minimum qui doit être ajoutée est déduite de l'équation : et la charge maximum est déduite de l'équation la largeur w de la région de déplétion est déduite de l'ex- pression classique du potentiel superficiel V et le potentiel V est déduit de l'équation (29). Un dispositif à couplage de charge typique dans lequel des donneurs d'électrons sont implantés avec une densité NT jusqu'à une profondeur a dans le milieu d'accumulation entre les électrodes peut être réalisé avec les caractéristiques suivantes NA = 1o15/Cm3 N55 = 4 x iO10/cm2 5 = 10-5 cm EoX = 1/3 x 10 12 F/cm es =10 12 F/cm V2 = 10 volts V1 = O volt a = 10-5 cm 7,7 x 1010/cm On peut remarquer que la seule différence essentielle entre le calcul de la gamme de charge à ajouter uniformément sur la surface du dispositif et dans les intervalles entre électrodes seulement est que dans ce dernier cas le potentiel superficiel n'est pas égal à un des potentiels d'électrodes, mais qu'il est donné par l'équation (29)* REVENDICATIONS 1. Dispositif à couplage de charge comprenant un milieu d'accumulation de charge, une couche isolante revêtant au moins une partie d'une surface du milieu d'accumulation de charge, et un réseau d'électrodes métalliques disposé sur la couche isolante afin de déplacer les porteurs de charges dans le milieu d'accumulation dans une direction pratiquement parallèle à cette surface, caractérisé en ce que la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation de charge est liée à la densité de charge fixée dans la couche isolante en manière telle que la densité des porteurs de charges varie monotoniquement dans la région comprise entre une électrode débitrice et une électrode réceptrice à la fin d'une période de transfert. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge dans la couche isolante est comprise dans la gamme déterminée par les expressions suivantes et où q est la charge électronique, N55 est la densité de charge fixée dans l'isolant et est de signe opposé à celui de la charge fixée dans le milieu d'accumulation, N est la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, t8 est la constante diélectrique du milieu d'accumulation, V1 et V2 sont les potentiels appliqués aux électrodes débitrice et réceptrice, respectivement, à la fin d'une période de trans fert, #Eox est la constante diélectrique de l'isolant, et 6 est l'épaisseur de la couche isolante. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu d'accumulation de charge est constitué de silicium de type 2 et en ce que la couche isolante est constituée de bioxyde de silicium avec une densité de charge fixée comprise dans la gamme allant de 4 x 1070 à 6 x 1011 cl 2. 40 Procédé pour améliorer le rendement de transfert des porteurs de charges dans un dispositif à couplage de charge comprenant un milieu d'accumulation de charge, une couche isolante revêtant au moins une partie d'une surface du milieu d'accumulation, et un réseau d'électrodes métalliques disposé sur la couche isolante afin de déplacer les porteurs de charges dans le milieu d'accumulation dans une direction pratiquement parallèle à cette surface, caractérisé en ce qu'une charge fixée se trouve introduite dans le dispositif avec une polarité opposée à celle de la charge fixée dans le milieu d'accumulation et ayant une grandeur suffisante pour que la densité des porteurs de charges varie monotoniquement dans la zone comprise entre une électrode débitrice et une électrode réceptrice à la fin d'une période de transfert. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la charge est introduite dans le milieu d'accumulation, uniformément sur toute la surface du milieu d'accumulation. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la charge est introduite uniformément sur toute la surface du milieu d'accumulation, par implantation d'ions. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la charge est introduite par développement d'une couche épitaxiale sur toute la surface du milieu d'accumulation. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur minimum et la valeur maximum de la charge ajoutée sont données respectivement par les équations Ds (Vî) = qN55 et où V1 et V2 sont respectivement les potentiels électriques appliqués à l'électrode débitrice et à l'électrode réceptrice à la fin d'une période de transfert, a est la charge électronique, N88 est la densité de charge fixée dans la couche isolante, s est ltépaissseur de la couche isolante, sox est la constante diélectrique de la couche isolante, DS(V1) et (V2) sont les champs de déplacement sous la surface du milieu d'accumulation en fonction des potentiels d'électrodes et sont donnés par les équations et où w est la largeur de la région de déplétion dans le milieu d'accumulation, Q est la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, en ce compris la charge ajoutée, x est la distance comptée à partir de la surface du milieu d'accumulation, V est le potentiel superficiel du milieu d'accumulation, et es est la constante diélectrique du milieu d'accumulation. 9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la charge est introduite dans la couche isolante, uniformément sur toute la surface de cette couche isolante. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la grandeur de la charge introduite dans la couche isolante est comprise dans la gamme déterminée par les expressions suivantes et où a. est la charge électronique, Nss est la densité de charge fixée dans la couche isolante, en ce compris la charge ajoutée, N est la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, es est la constante diélectrique du milieu d'accumulation, V1 et V2 sont les potentiels appliqués aux électrodes débitrice et réceptrice, respectivement, à la fin d'une période de transfert, #ox est la constante diélectrique de la couche isolante, et s est l'épaisseur de la couche isolante. Il. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la charge se trouve introduite dans la couche isolante dans les intervalles compris entre les électrodes métalliques. 12. Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce que la grandeur de la charge introduite dans la couche isolante est comprise dans la gamme déterminée par les expressions suivantes et où N58 est la densité de charge fixée totale dans la couche isolante dans l'intervalle entre les électrodes, en ce compris la charge ajoutée, g est la charge électronique, N est la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation, E est la constante diélectrique du milieu d'accumulation, V1 et V2 sont respectivement les potentiels électriques appliqués aux électrodes débitrice et réceptrice à la fin d'une période de transfert, eox est la constante diélectrique de la couche isolante, 6 est l'épaisseur de la couche isolante, et V est le potentiel superficiel du milieu d'accumulation à la fin d'une période de transfert. 13. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la charge se trouve introduite dans le milieu d'accumulation dans les intervalles comprrs/les électrodes métalliques. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la valeur minimum et la valeur maximum de la charge introduite dans le milieu d'accumulation sont données respectivement par les équations et où Q est la densité de charge fixée dans la région de déplétion du milieu d'accumulation dans les intervalles entre les électrodes, en ce compris la charge ajoutée, w est la largeur de la région de déplétion, q est la charge électronique, N55 est la densité de charge fixée dans la couche isolante, Eox est la constante diélectrique de la couche isolante, 8 est l'épaisseur de la couche isolante, V1 et V2 sont respectivement les potentiels électriques appliqués aux électrodes débitrice et réceptrice à la fin d'une période de transfert.