DE2630388B2

DE2630388B2 - Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement, Verfahren zu seinem Betrieb und Verwendung

Info

Publication number: DE2630388B2
Application number: DE2630388A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 8035 Gauting Knauer; Guenther Dipl.-Ing. Meusburger; Hans-Joerg Dr.-Ing. 8011 Zorneding Pfleiderer; Jenoe Dipl.-Phys. Tihanyi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1976-07-06
Publication date: 1979-11-29
Also published as: BE856560A; DE2630388C3; DE2630388A1; GB1577653A; NL7707442A; JPS537178A; IT1084978B; FR2358026A1; FR2358026B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement, bei dem auf einer

is Oberfläche eines mit einem Anschluß versehenen Substrats aus dotiertem Halbleitermaterial wenigstens eine Reihe von dicht nebeneinander angeordneten Isoliersctiichtkondensatoren oder Sperrschichtkondensatoren vorhanden ist und bei dem eine Vorrichtung vorhanden ist, mittels derer eine Verarmungsrandschicht erzeugbar ist, die einen als Übertragungskanal dienenden Bereich des Substrats unter der Reihe, im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung gesehen, umschließt und vom übrigen Substrat

>5 trennt.

Ladungsgekoppelte Halbleiterbauelemente sind allgemein bekannt. Ladungsgekoppelte Halbleiterbauelemente, die nur mit Isolierschichtkondensatoren aufgebaut sind, sind beispielsweise in der DE-OS

ίο 2201150 ausführlich dargestellt und beschrieben. Als Informationsladungsträger dienen dort Minoritätsladungsträger, die in den Isolierschichtkondensatoren in Verarmungsrandschichten an der Oberfläche des Substrats unter den Kondensatorelektroden gespeist chert sind und die der Reihe nach von Kondensator zu Kondensator weitertransportiert werden. Die Verarmungsrandschichten werden durch Anlegen von Taktspannungen zwischen den Kondensatorelektroden und dem Substratanschluß erzeugt.

4i) Es sind auch ladungsgekoppelte Halbleiterbauelemente der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 2412699), bei denen als Informationsladungsträger Majoritätsträger dienen. Bei diesen Bauelementen findet der Ladungstransport nicht an der Oberfläche

4^r> des Substrats, sondern im Inneren eines entgegengesetzt zum Substrat dotierten Bereiches unter der Reihe statt. Solche ladungsgekoppelten Halbleiterbauelemente sind unter der Bezeichnung BCCD (Buried Channel Charkge-Coupled Device) bekannt. Ein

W solches Bauelement wird beispielsweise auch in »New Structures for Charge-Coupled Device« von F. Schuermeyeretalin Proceedings of the IEEE, Nov. 1972, S. 1444-1445 beschrieben. Dort werden Sperrschichtkondensatoren verwendet, die entweder

v> aus einem echten pn-übergang (dort mit DJCCD bezeichnet) oder aus einem Schottky-Kontakt (dort mit SBCCD bezeichnet) gebildet sind. Es können aber ebenso Isolierschichtkondensatoren verwendet werden. Hohe Beweglichkeit der Informationsladungs-

bo träger im Inneren des Substrats, kein Einfluß der Haftstellen an der Oberfläche und ein günstigerer Einfluß der tangentialen Randfelder beim Ladungstransport sind Vorteile eines solchen Bauelements gegenüber denen, die Minoritätsladungsträger als In-

b5 formationsladungsträger an der Halbleiteroberfläche transportieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement der eingangs

genannten Art anzugeben, mittels dessen Majoritätsladungsträger als Informationsladungen ohne eine entgegengesetzt zum Substrat dotierte, dem Ladungstransport dienende Schicht verwendet werden können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der als Übertragungskanal dienende Bereich vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung besteht die Vorrichtung darin, daß der Bereich des Substrats unter der Reihe, im Querschnitt senkrecht zur Reikenlängsrichtung gesehen, durch ein entgegengesetzt ?.um Substrat dotiertes Gebiet, das einen Anschlußkontakt aufweist, umschlossen und vom übrigen Substrat getrennt ist. Vorzugsweise liegt der besagte Bereich an der Substratoberfläche. Vorzugsweise ist dabei der besagte Bereich höher dotiert als das übrige Substrat.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besteht die Vorrichtung zum Erzeugen einer Verarmungsrandschicht aus einem mit einem Anschluß versehenen, entgegengesetzt zum Substrat dotierten Gebiet oder aus einer Schottky-EIektrode oder aus einem Isolierschichtkondensator.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement wird so betrieben, daß mittels der Vorrichtung die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht erzeugt wird, daß zum Speichern von Majoritätsladungsträgern im Übertragungskanal unter einer Elektrode zwischen diese und dem Substratanschluß eine Spannung U aus einem Spannungsbereich angelegt wird, der einerseits begrenzt ist durch eine Spannung U₁, bei der eine von der Elektrode erzeugte Verarmungsrandschicht die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht berührt und andererseits durch eine Spannung U₂, bei der das von der Elektrode erzeugte Oberflächenpotential durch die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht hindurchgreift und somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Übertragungskanal und dem übrigen Substrat herstellt, und daß zum Entladen des Kanalbereiches unter der Elektrode die Spannung zwischen dieser und dem Substratanschluß betragsmäßig größer oder gleich U₁ mit der Polarität von U₁ gewählt wird. Vorteilhafterweise wird die Spannung U so gewählt, daß eine geringe Verarmungsrandschicht, die nicht bis zur den Übertragungskanal umschließenden Verarmungsrandschicht heranreicht, vorhanden ist.

Vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement als optoelektronischer Sensor verwendet werden, wobei dabei die elektrisch isolierende Schicht und die Elektroden aus lichtdurchlässigem Material bestehen.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement und seine bevorzugten Weiterbildungen entsprechen in der Betriebsweise einem BCCD. Es ist verhindert oder kann verhindert werden, daß die Informationsladungen die Halbleiteroberfläche berühren.. Somit sind geringe Übertragungsverluste und hohe Grenzfrequenzen möglich.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements kann einfacher gestaltet werden als die von BCCD's, da der Maskenschritt zur Herstellung eines entgegengesetzt zum Substrat dotierten Kanalbereiches nicht notwendig ist.

Bei Verwendung des Halbleiterbauelements als optoelektronischer Sensor besteht sein Vorteil im günstigen Anti-Blooming-Verhalten. Ein als Bild

punkt dienender Kanalbereich unter einer Elektrode kann durch Erzeugen einer nahezu beliebig großen Verarmungsrandschicht unter den benachbarten Elektroden in Kanallängsrichtung und seitlich durch die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht praktisch isoliert werden. Zuviel im Bildpunkt erzeugte Informationsladungen fließen über die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht ins übrige Halbleitersubstrat ab. Ein weiterer Vorteil ist dabei, daß die Diffusion von Ladungsträgern aus dem übrigen Halbleitersubstrat zu entfernten Bildpunkten nicht mehr möglich ist. Durch die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsschicht sind die Bildpunkte auch völlig vom übrigen Substrat getrennt. Die Folge ist eine verbesserte Auflösung des Sensors.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements senkrecht zur Reihenlängsrichtung,

Fig. 2 in drei Diagrammen I bis III den örtlichen Verlauf des Potentials zwischen einer Elektrode und dem Substratanschluß senkrecht zur Substratoberfläche für verschiedene Betriebszustände,

Fig. 3 im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung eine Variante des Ausf iihrungsbeispiels von Pig. 1 mit Schottky-Elektroden,

Fig. 4 im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung eine Variante des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 mit Isolierschichtkondensatoren,

Fig. 5 im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements, bei der ein entgegengesetzt zum Substrat dotiertes Gebiet den Bereich des Übertragungskanals umschließt,

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel längs der Elektrodenreihe.

In der Fig. 1 ist auf einer Oberfläche des Substrats 1 aus dotiertem Halbleitermaterial, beispielsweise p-dotiertes Silizium mit der Dotierung 5 · 10¹⁴ cm"³, mit dem Substratanschluß 11 eine elektrisch isolierende Schicht 2, beispielsweise aus Siliziumdioxid der Schichtdicke 60 um, aufgebracht. Diese elektrisch isolierende Schicht trägt eine Reihe von Elektroden, von der eine dieser Elektroden in der Fig. 1 im Querschnitt dargestellt ist und mit dem Bezugszeichen 3 versehen ist. Diese Elektroden der Elektrodenreihe können beispielsweise aus Aluminium oder Polysilizium (z. B. bei Sensoren) sein. Die Elektrode 3 weist einen Anschlußkontakt 31 zum Anlegen einer Spannung zwischen Substratanschluß und ihr auf. In der Praxis sind die Elektroden an Taktleitungen angeschlossen, an die in an sich bekannter Weise Taktspannungen während des Betriebes angelegt werden. Unter der Elektrode ist das Substrat hier an der Oberfläche (dies ist jedoch nicht notwendig) bis zu einer vorgebbaren Tiefe T, z. B. 1 μηι, höher dotiert ist, z. B. 5 ■ 10¹⁵ cm"³, als im übrigen Substrat. Diese höher dotierte Schicht ist in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Der gestrichelt umrahmte Bereich 5 an der Substratoberfläche und der Dicke t unter der Elektrode 3 bildet den Bereich des Übertragungskanals. Entlang jeder Längsseite des Übertragungskanals ist je ein entgegengesetzt zum Substrat dotierter streifenförmiger Bereich 6 bzw. 7 entlanggeführt. Jeder dieser streifenförmigen Bereiche weist einen hier nicht gezeichneten, vorzugsweise ohmschen

Anschlußkontakt auf. Die Vorrichtung zum Erzeugen der Verarmungsrandschicht, die den Bereich des Ubertragungskanals umschließt und vom übrigen Substrat trennt, ist in der Fig. 1 durch die beiden streifenförmigen Bereiche 6 und 7 und dem dazwischenliegenden höher dotierten Bereich 4 gegeben. Die seitlich außerhalb liegenden höher dotierten Bereiche 400 sind nicht notwendig, jedoch ist es bei der Herstellung einfacher, die gesamte Oberfläche des Substrats durch einen einzigen Diffusions- oder Implantationsschritt höher zu dotieren. Man erspart sich dadurch einen Maskenschritt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung zum Erzeugen der besagten Verarmungsrandschicht ist folgende: Durch Anlegen einer Sperrspannung zwischen dem Substratanschluß und dem Anschlußkontakt des streifenförmigen Bereiches 6 bzw. 7 wird um diesen herum eine Verarmungsrandschicht erzeugt. Vergrößert man die Spannung betragsmäßig, so wird die Breite dieser Verarmungsrandschicht größer. Die Breite dieser Verarmungsrandschicht hängt aber auch von der den streifenförmigen Bereich umgebenden Dotierung des Substrats ab. Diese Breite ist bei fester Sperrspannung kleiner bei höherer umgebender Dotierung des Substrats und größer bei kleinerer Dotierung. Druch Wahl einer geeignet hohen Sperrspannung zwischen Substratanschluß und ohmschen Anschlußkontakt des Streifens 6 und/oder des Streifens 7 kann man erreichen, daß die erzeugten Verarmungsrandschichten im übrigen Substrat, also außerhalb der Bereiche 4, verschmelzen, während im Bereich 4 zwischen den beiden streifenförmigen Bereichen 6 und 7 an der Oberfläche des Substrats ein neutraler Substratbereich verbleibt. In der Fig. 1 sind die Verhältnisse durch die gestrichelten Linien 12 und 13 schematisch dargestellt. Die Verarmungsrandschicht ist durch den einfach zusammenhängenden Bereich, der von den gestrichelten Linien 12 und 13 eingeschlossen ist, gegeben. Vorausgesetzt ist hier der Einfachheit halber, daß die Sperrspannung an beiden streifenförmigen Bereichen 6 und 7 gleich groß ist. Der zwischen der Substratoberfläche und der gestrichelten Linie 12 liegende Bereich der Tiefe t bildet den verbleibenden neutralen Substratbereich, der den schon mit 5 bezeichneten Bereich des Übertragungskanals bildet. Er ist von der besagten Verarmungsrandschicht umschlossen und vom übrigen Substrat getrennt. Die Ausdehnung des Übertragungskanals 5 kann durch Variation der Sperrspannung innerhalb gewisser Grenzen verändert werden.

Die Betriebsweise des in Fig. 1 dargestellten Bauelements sei an Hand der Fig. 2 näher erläutert. Es sei zunächst bemerkt, daß man unter einer Elektrode der Elektrodenreihe eine Verannungsrandschicht an der Substratoberfläche dadurch erzeugen kann, daß man zwischen Substratanschluß und Elektrode eine Spannung geeigneter Polarität und Größe anlegt In der Fig. 2 ist nun in drei Diagrammen der Potentialverlauf in der elektrisch isolierenden Schicht und im Substrat zwischen einer Elektrode (in der Fig. 2 die Elektrode 3) und dem Substratanschluß für verschiedene Betriebszustande dargestellt. Diagramm I gibt ■ qualitativ den Potentialverlauf für den Fall an, daß Informationsladungen unter der Elektrode gespeichert sind. Die Kurve 21 gibt den örtlichen Verlauf des Potentials in der elektrisch isolierenden Schicht und im Substrat an. An die Elektrode 3 ist eine solche Spannung U angelegt, daß eine geringe Verannungsrandschicht an der Substratoberfläche unter der Elektrode vorhanden ist (die Pfeilrichtung weist in Richtung wachsender Spannungsbeträge, die Polarität der Spannung U gegenüber der Bezugsspannung am Substratanschluß ist positiv bei p-dotiertem Substrat und negativ bei η-dotiertem Substrat zu wählen). Die gespeicherten Ladungen befinden sich zwischen den Punkten 211 und 212. Die besagte Verarmungsrandschicht erstreckt sich von Punkt 212 bis Punkt 213.

ίο Durch die geringe Verarmungsrandschicht an der Oberfläche des Substrats, die sich im Diagramm I von der Substratoberfläche bis zu Punkt 211 erstreckt, wird verhindert, daß die gespeicherten Ladungen die Halbleiteroberfläche berühren. Dadurch können die Übertragungsverluste erheblich verkleinert werden und es können hohe Grenzfrequenzen bei der Ladungsübertragung erreicht werden. Zum Entladen wird nun die Spannung an der Elektrode betragsmäßig so weit erhöht, bis sich die geringe Verarmungsrandschicht so weit vergrößert hat, daß sie mit der besagten Verarmungsrandschicht sich vereinigt, d. h. der neutrale Kanalbereich verschwunden ist. Diagramm II zeigt den Potentialverlauf in Kurve 22 für diesen Fall. Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Schaltungsgeometrie so gewählt wurde, daß eine Elektrodenspannung, die betragsmäßig kleiner ist als der Spannungsbetrag an den entgegengesetzt zum Substrat dotierten Streifen 6 bzw. 7 ausreicht, um die gespeicherten Ladungsträger abfließen zu lassen. Die La-

jo düngen fließen dann entweder unter benachbarte Elektroden oder aber ins Substrat ab. Wird nun die Spannung an der Elektrode 3 wieder auf den niedrigeren Wert U abgesenkt, so bildet sich eine Potentialsenke. Diagramm III zeigt in der Kurve 32 den Poten-

y-, tialverlauf. Es muß dabei aber darauf geachtet werden, daß zwischen dieser Senke und dem übrigen Halbleitersubstrat immer noch eine ausreichend hohe Potentialschwelle vorhanden ist. In diese Potentialsenke kann nun Ladung von einer anderen Elektrode

ίο her übertragen werden. Damit kann das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement in herkömmlicher Weise betrieben werden, wenn man entsprechende Takte an die Elektroden anlegt. Typische Spannungswerte sind: Vorspannung an den entgegengesetzt zum Substrat dotierten Streifen 10 V und Spannungen an den Elektroden der Reihe zwischen 0 V und 10 V (bezogen auf Substratanschluß).

In der Fig. 3 ist im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung eine Variante der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 dargestellt. Die streifenförmigen Bereiche 6 und 7 in Fig. 1 sind hier durch Schottky-Elektroden 61 und 71 ersetzt. Wichtig ist dabei, daß der Oberflächenbereich des Substrats unterhalb der Schottky-Elektroden nicht höher dotiert ist, sondern die übrige Substratdotierung aufweist, d. h. die Bereiche 400 dürfen nicht an den Bereich 4 heranreichen.

In der Fi g. 4 ist eine weitere Variante des Halbleiterbauelements nach Fig. 1 dargestellt Die beiden streifenförmigen Gebiete 6 und 7 sind hier durch zwei Isolierschichtkondensatoren mit den Elektrodenstreifen 62 und 72, die sich auf der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht 2 befinden, gebildet Die Elektrodenstreifen sind durch je eine weitere elekirisch isolierende Schicht 200 bzw. 300 von den Elektroden der Reihe getrennt Wichtig ist auch hier, daß der Oberflächenbereich des Substrats unterhalb dieser Elektroden 62 bzw. 72 die Substratdotierung aufweist,

also nicht höher dotiert ist.

Die Betriebsweise der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Varianten ist analog der zum Bauelement nach Fig. 1 beschriebenen.

In der Fig. 5 ist im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements dargestellt, bei dem der Bereich des Übertragungskanals durch ein entgegengesetzt zum Substrat dotiertes Gebiet umschlossen und vom übrigen Substrat getrennt ist. Dieses Gebiet ist in der Fig. 5 mit dem Bezugszeichen SO versehen. Es ist mit einem hier nicht gezeichneten Anschlußkontakt versehen. Durch Anlegen einer geeigneten Spannung zwischen Substratanschluß und diesem Anschlußkontakt kann die Verarmungsrandschicht erzeugt werden, die den Übertragungskanal umschließt und vom übrigen Substrat trennt. In der Fig. 5 ist diese Verarmungsrandschicht durch das Gebiet innerhalb der beiden gestrichelt gezeichneten Linien 51 und 52 angedeutet. Zweckmäßig ist es auch hier wiederum, wenn der Bereich 4 des Substrats, der von dem Gebiet 50 umschlossen wird, höher dotiert ist als das übrige Substrat. Die Betriebsweise dieses Bauelements entspricht wiederum genau der zum Bauelement nach Fig. 1 beschriebenen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch ein ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement längs der Elektrodenreihe, mittels der die Anti-Blooming-Eigenschaft bei der Verwendung des Bauelements als optoelektronischer Sensor näher erläutert wird.

Die elektrisch isolierende Schicht 2 und die Elektroden 20, 3 und 40 bestehen aus lichtdurchlässigen Materialien. In der Fig. 6 ist nun angenommen, daß sich das Bauelement in Bildaufnahmezustand befindet, d. h. jeweils ein Kanalbereich unter bestimmten Elektroden (in der Fig. 6 die Elektrode 3, im allgemeinen die Elektroden, die mit einer bestimmten Taktleitung verbunden sind) dienen als Sensorelemente, in denen die vom Licht erzeugten Ladungsträger gesammelt und gespeichert werden. Wie schon früher erwähnt, wird dabei zwischen die betreffende Elektrode (Fig. 6die Elektrode 3) und dem Substratanschluß 11 eine solche Spannung angelegt, daß der unter der Elektrode befindliche Oberflächenbereich des Substrats (in der Fig. 6 der gestrichelt umrahmte ■■> Bereich 500) verarmt ist und eine Potentialsenkc darstellt. Dieser Bereich ist zunächst nur von der besagten Verarmungsrandschicht, die durch die besagte Vorrichtung erzeugt wird, umgeben. Zur Isolierung des Bildpunktes in Kanallängsrichtung wird zwischen die

in Elektroden 20 und 40 und dem Substratanschluß 11 eine solche Spannung angelegt, daß eine große Verarmungsrandschicht, die von der Substratoberfläche her tief in das Substrat sich erstreckt, erzeugt wird. Die resultierende Verarmungsrandschicht erstreckt sich in

r> der Fig. 6 zwischen der gestrichelten Linie 600 und der Substratoberfläche bzw. der gestrichelten Linie 601. Zuviel im Bildpunkt 500 erzeugte Informationsladungsträger fließen im wesentlichen senkrecht zur Reihenlängsrichtung durch den dünneren Teil der

2Ii Verarmungsrandschicht in das übrige Substrat ab. Ein Informationsladungsfluß in Reihenlängsrichtung wird durch den tiefen Teil der Veiarmungsrandschicht unter den Elektroden 20 und 40 verhindert. Die tiefe Verarmungsrandschicht verhindertauch die Diffusion

r> von Informationsladungsträgern aus dem übrigen Halbleitersubstrat zu entfernten Bildpunkten. Zum Auslesen der gespeicherten Information wird das Bauelement in an sich bekannter Weise als betrieben, d. h. die vom Licht erzeugten Ladungsträger werden

jo einfach in Reihenlängsrichtung ausgeschoben (Sensoren der genannten Art sind auch unter dem Begriff CCD-Sensoren bekannt).

Es sei darauf hingewiesen, daß alle bekannten Betriebsweisen für ladungsgekoppelte Halbleiterbauele-

r, mente, wie z. B. Zwei-Phasen-, Drci-Phasen-Beirieb usw., in dem hier beschriebenen Bauelement möglich sind. Dies gilt auch für die eventuell dafür notwendigen unterschiedlichen Reihenstrukturen, wie z. B. gestufte Isolierschichten unter den Elektroden bei bestimmten ladungsgekoppelten Halbleiterbauelementen für Zwei-Phasen-Betrieb.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement, bei dem auf einer Oberfläche eines mit einem Anschluß versehenen Substrats aus dotiertem Halbleitermaterial wenigstens sine Reihe von dicht nebeneinander angeordneten Isolierschichtkondensatoren oder Sperrschichtkondensatoren vorhanden ist und bei dem eine Vorrichtung vorhanden ist, mittels derer eine Verarmungsrandschicht erzeugbar ist, die einen als Übertragungskanal dienenden Bereich des Substrats unter der Reihe, im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung gesehen, umschließt und vom übrigen Substrat trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der als Übertragungskanal dienende Bereich (5) vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat (1) ist.

2. Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung darin besteht, daß der Bereich des Substrats (1) unter der Reihe, im Querschnitt senkrecht zur Reihenlängsrichtung gesehen, durch ein entgegengesetzt zum Substrat dotiertes Gebiet (50), das einen Anschlußkontakt aufweist, umschlossen und vom übrigen Substrat (1) getrennt ist (Fig. 5).

3. Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (4) des Substrats unter der Reihe höher dotiert ist als das Substrat (1).

4. Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen einer Verarmungsrandschicht aus einem mit einem Anschluß versehenen, entgegengesetzt zum Substrat (1) dotierten Gebiet (6, 7) oder aus einer Schottky-Elektrode (61, 71) oder aus einem Isolierschichtkondensator (62, 72) gebildet ist.

5. Verfahren zum Betrieb eines ladungsgekoppelten Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Vorrichtung die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht erzeugt wird, daß zum Speichern von Majoritätsladungsträgern im Übertragungskanal unter einer Elektrode zwischen diese und den Substratanschluß eine Spannung U aus einem Spannungsbereich angelegt wird, der einerseits begrenzt ist durch eine Spannung U₁, bei der eine von der Elektrode erzeugte Verarmungsrandschicht die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht berührt und andererseits durch eine Spannung U₂, bei der das von der Elektrode erzeugte Oberflächenpotential durch die den Übertragungskanal umschließende Verarmungsrandschicht hindurchgreift und somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Übertragungskanal und dem übrigen Subitrat herstellt, und daß zum Entladen des Kanalbereiches unter der Elektrode die Spannung zwischen dieser und dem Substratanschluß betragsmäßig größer oder gleich U_x mit der Polarität von U₁ gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung U so gewählt wird, daß eine geringe Verarmungsrandschicht, die nicht bis zur den Übertragungskanal umschließenden Verarmungsrandschicht heranreicht, vor

handen ist.

7. Verwendung des ladungsgekoppelten Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die elektrisch isolierende Schicht und die Elektroden aus lichtdurchlässigem Material bestehen, als optoelektronischer Sensor.