Всесоюзная i
Патент 372586
Классы МПК
Всесоюзная i
Иллюстрации
Реферат
ОЙИСАЙИЕ 372586
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 21Х.1971 (№ 1660792/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 01.III.1973. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 22.V.1973
М. Кл. И Olg 7, ОО
Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 671.!382 (088.8) Авторы изобретения
А. П. Горбань, В. Г. Литовченко и П. Х. Пейков
Институт полупроводников АН Украинской ССР
Заявитель
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫИ ВАРИКАП
Изобретение относится к полупроводниковой электронике и микроэлектронике.
Известен полупроводниковый варикап, в котором используется эффект изменения емкости изолированной области приповерхностного пространственного заряда (ОПЗ) под воздействием приложенного напряжения. Вар икап имеет следующую структуру: металлический электрод — расположенный под ним диэлектрический слой — полупроводник— второй металлический электрод, нанесенный на противоположную, поверхность полупроводниковой пластины и образующий с ней ом ический контакт.
Недостаток известной конструкции состоит в том, что характеристики варикапа резко асимметричны по отношению к полярности сигнала значительной амплитуды, проходящего через варикап (управляющая цепь), и сильно зависят от амплитуды этого сигнала.
Кроме того, в известной конструкции невозможно осуществить гальваническую развязку управляющей (в которой обычно используется постоянное или медленно изменяющееся по определенному закону напряжение) и управляемой (обычно используется высокочастотный сигнал) радиотехнических цепей. Последний недостаток особенно существен в случае, когда управляющий сигнал снимается с высокоомного источника напряжения (например, ионизационной камеры).
В предложенном варикапе осуществлена оимметризация характеристик по отношению к величине и полярности управляемого переменного напряжения и обеспечена гальваническая развязка управляемого и управляющего электрических сигналов.
Достигнуто это благодаря тому, что на
10 внешнюю поверхность диэлектрического слоя, содержащего большой (2 10 — к/см ) заряд того же знака, что и основные носители тока в полупроводнике, нанесены дополнительно два рабочих металлических электрода, напри15 мер, одинаковой площади симметрично по отношению к поверхности полупроводниковой пластины и одному из управляющих электродов, который по периметру (например, кольцом) охватывает каждый рабочий электрод.
20 Второй «управляющий» электрод нанесен на противоположную поверхность полупроводниковой пластины и обеспечивает с ней омический контакт. Геометрические размеры каждого электрода, особенно управляющего, 25 должны превышать длину экранирования электрического поля в полупроводнике.
На чертеже показан предложенный полупроводниковый варикап, содержащий полупроводниковую пластину 1, диэлектрический
30 слой 2, нижн ий управляющий металлический
i372586
Предмет изобретения
Составитель А. Кот
Техред Е. Борисова
Корректор А. Дзесова
Редактор T. Орловская
Заказ 1369/4 Изд. ¹ 287 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 электрод 8, верхний управляющий металлический электрод 4, управляемые (рабочие) металлические электроды 5 и б.
На верхнюю поверхность полупроводниковой,пластины 1, например, из высокоомного кремния р-типа нанесен термически выращенный слой 2. Затем на обе поверхности нанесены металлические слои (например, алюминиевые), причем на внешней поверхности диэлектрика методами фотогравировки изготовлены три электрода: управляющий 4 и управляемые 5 и б. Каждый управляемый электрод полностью охватывается соответствующей частью управляющего электрода, геометр ические размеры которого превышают глубину экранирования электр|ического поля в полупроводнике. Нижний управляющий электрод8 нанесен на всю поверхность полупроводниковой пластины и обеспечивает с ней омический контакт.
Как известно, в результате терм ичеокого окисления пластинки кремния р-типа вблизи ее поверхности существует хорошо проводящий инверсионный канал, обусловленный положительным зазором в окисле, проводимость которого может значительно превышать проводимость однородного объема. Этот канал играет роль внутренней обкладии, так что при отсутствии внешнего напряжения между управляющими электродами 8 и 4 проходная емкость между электродами 5 и б максимальна и представляет собой последовательное соединение емкостей диэлектрических слоев, площади которых приблизительно равны площадям электродов 5 и б. Если к электродам
8 и 4 пр|иложить управляющее напряжение («плюс» на электрод 8), достаточное для устранения (перекрытия) инверсионного канала, то в формировании проходной емкости будут принимать участие два последовательно соединенных слоя истощения Шоттки, локализованных под инверсионными слоями. В результате емкость варикапа сильно уменьшится.
Регулируя величину управляющего напряжения, можно значительно изменять проходную емкость варикапа. Очевидно, что симметрия конструкции варикапа обеспечивает оимметризацию его характеристик по отношению к
l0 полярности «управляемого» электрического сигнала, а гальваническая развязка управляющей и управляемой цепей достигается нанесением четырех изолированных друг от друга электродов.
15 Предлагаемый варикап особенно перспективен в качестве емкостного «ключа», поскольку в области максимальной и минимальной емкости его параметры практически не зависят от величины управляющего напря20 женки я.
Полупроводниковый варикап, выполненнь|й
2S на основе структуры металл-диэлектрик-полупроводник с управляющим электродом к диэлектрику, площадью меньшей чем тыльный электрод к полупроводнику, отличающийся тем, что, с целью обеспечения гальванической
30 развязки между управляющим и управляемым электрическими сигналами, а также симметризации характеристик пр|ибора по отношению к полярности сигнала, на поверхность диэлектрика, содержащего заряд ()2.
35 10 — к/см ) того же знака, что и основные носители полупроводника, дополнительно нанесены два металлических электрода, причем управляющий электрод охватывает каждый из дополнительных электродов.