Патент ссср 398068

Патент ссср 398068

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к IlÀУЕКУУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹â€”

Заявлено 22. I I I.1967 (№ 1142276l26-26)

Приоритет 28.Ш.1966, 19828/66, Япония

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень № 37

Дата опубликования orècàílrÿ 15.I I.1974

М. Кл. Н 0il 11, 14

Государственный комитет

Соната Министров СССР оо двлам изобрвтений н открытий

УДК 621.382.3 (088.8) Автор изобретения

Иностранец

Томисабуро Окумура (Япония) Заявитель

Иностранная фирма

«Мацушита Электроникс Корпорейшн» (Япония) ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ

Изобретение относится к полевым транзисторам, имеющим два .или несколько,изолированных затворов.

Широко применяются полевые транзисторы, имеющие один изолированный затвор. В последние годы разработаны транзисторы,,имеющие два или несколько изолироBàíныx затвор.ов.

Полевой транзистор с изолированны л затвором содержит полупроводниковую базу со слоем изолятора, исток .и сток, имеющие проводимость, противоположную типу провод:.Iмости базы, два .или несколько затворов, расположенных независимо друг от друга на изо ляционном слое, .и одну,или несколько островных зон, имеющих тот же тип проводимости, что и исток,:и сток,,и расположенных под зазорами между затворами на нижней стороне изоляционного слоя; при этом два или несколько затворов располагают соответственно между истоком, стоком,и одной или несколькими, островными зонами.

Предлагаемый полевой транзистор отличается тем, что электроды имеют такую форму, которая дает возможность большому потоку проходить от истока к стоку при условии, что напряжение между, истоком и примыкаю щим к нему островком и стоком равны. Расстояние между соседними зоной и стоком постепенно уменьшается от .истока к стоку.

На фи-. 1 показан предлагаемый полевой транзистор с изолированным затвором, поперечное сечение; на фиг. 2 — 5 — расположение электродов.

Транзистор содержит исток 1, металлический электрод 1 истока,,изолированные затворы 2, 8, сток 4, металлический электрод 4 стока, островную зону 5, полупроводниковую пластину 6, слои 7, 8, 9 изоляционного матер.и ал а.

Если открыть верхнюю поверхность островной зоны 5, удалив часть изоляционного слоя 7 над этой зоной, которая расположена между затворами 2 и 8, и присоеди:-пить металлическую пленку к островной зоне 5, то."да островную зону можно, вывести наружу как самостоятельный электрод.

Оми " гский конTакт, смонTирован1!blи на нижней поверхности пластины 6. в предлагаемом транзисторе может быть использован независимо как электрод либо соединсн с истоком как в обычном канальном транзисторе .. изолированным затвором. Затвор 2 являе-.""ÿ рсгулирующим, а затвор 8 — экранирующим.

Благодаря использовачию экранирующего затвора можц сильно уменьшить электростати-;"åñêóþ связь регулирующего затвора и сто:.. (до одной несколько тысячной). Если в кач"czae пластины б используют полупроводник

ЗО типа р, то тонкий слой типа п развивается на пластине б непосредственно под изоляционным слоем 7 под воздействием напряжения затвора, а ссли напряжение прилагается между истоком и стоком, когда сток положительный, тогда поток электронов идет между истоком, островом .и стоком. Если B качестве пластины б используют полупроводник типа и, тогда положительные дырки несут ток. Количество дырок, несущих ток, регулируется с помощью напряжения затвора. Благодаря этому изменяется,гсток стока.

Предлагаемый транзистор, изображенный на фиг. 1, мож.<о ра "сматпивать состоящим из канального транзистора с изолированным затвором, образованного истоком 1, затвором 2 ,и пластиной б, и канального транзистора с изолированным затвором, образованного островной зоной 5, затвором 8 и изоляционным слоем 9. Оба транзистора соединены в обычной зависимости.

В каждом из этих канальных транзисторов с изолированным затвором насыщенный 170ток стока Lps может быть выражен уравнением. ...s (СРWI2L) (Р V, ) при условии, что Vp oz 1 с — Vp, где С— электростатическая емкость, которой обладает .изоляционный слой на единицу площади; а— подвижность несущей; W — длина излучения (выраженная боковой длиной эффективно работающей части противоположных сторон излучателя и стока, расположенных по существу параллельно); L — расстояние между излучателем .и стоком (выраженное расстоянием между эффектлвно раоотающими частями противоположных сторон .излучателя и стока, расположенных по существу параллельно);

Vz — напряжение между затвором и излучателем; Vp — запирающее напряжение; Vp— напряжение стока.

Применяя уравнение (1) к устройству, изображенному на фиг. 1, для первого транзистора имеем: W — длина истока 1, L — расстояние меж у истоком 1 и островной зоной

5, Vg — напряжение затвора 2 относительно истока 1, Vp — напряжение островной зоны 5 относительно истока 1.

Это уравнение в равной мере может быть принято и для второго транзистора, если допустить, что зо..- а 5 является излучателем, а зона 4 — стоком.

Есл-I ips — поток стока пеРвого тРанзистора, ipse — поток стока второго транзистора и

ipse)ip> то общий поток стока огРаничен

Также, если 1» < о, то общий поток стока ограничен ipse Если экранированный затвор установить на определенный потенциал постоянного тока и одновременно с этим заземлить для напряжения переменного ток."., то .в тот момент, когда входной спгна7 посту пает на,регулирующий затвор 2 .и уси7I .",àåòся, поток, получивший сигнал, поступивший на регулирующий затвор 2, ограничизается вторым транзистором несколько ниже определенного уровня. В результате сильно увеличивается искажение сигнала усиления.

Для того, чтобы поток второго транзистора сделать ненасыщенным к потоку, поступающему с первого транзистора, необходимо правильно выбрать потенциал экранирующего затвора 8, если оба транзистора имеют со.вершенно одинаковые характеристики.

10 Поток, который проходит во зтором тразисторе, можно легко увеличить и сделать больше потока, проходящего в первом транзисторе, путем: а) уменьшения расстояния L во втором транзисторе относительно величины L в пер вом транзисторе;

o) увеличения длины излучения Г во втором транзисторе относительно величины W в первом транзисторе;

20 в) изменения запирающего напряжения V„.

Хотя изменение подвижности несущей р также может оказаться эффективным, нежелательно, чтооы и первого транзистора была меньше я второго транзистора в связи с высо25 кими частотными и шумовыми характеристиками.

Для увеличения W во втором транзисторе электроды выполняют так, как показано на фиг. 2 — 5. Если электроды расположить так, 50 как показано на фиг. 2, 3 и 4, тогда островная зона,,находящаяся под затворами 2 н 8,и отделенная от них изоляционным слоем, будет иметь большую окружную .протяженность, чем расположенная внутри истока. Кроме то35 го, каждый электрод, имеет форму стержня, исток 1 выполнен меньше других электродов и меньше островной зоны. Транзлстор может иметь форму эллипса,,прямоугольника, ромба и т.д.

40 Необходимость изменения запирающего напряжения Vp объясняется тем, что в ка нальном транзисторе МОЯ с каналом и, в котором используется р — Si, обычно величина

Vp отрицательна. Найдено, что

45 (2) где К вЂ” постоянная пропорциональность;

1,,- — толщина слоя окиси.

Если диэлектрическая постоянная слоя окисла представлена величиной, à i» принЯть за ipss, когда Уо —— О, то, подставив УРавнение (2) в уравнение (1), получают уравнение (1) в следующем виде:

55 (3) Отсюда следует, что чем толще слой окисла, тем больше поток в диапазоне Vp = О. Поэтому, используя более толсть1й слой окисла под экранирующим затвором по сравнению со слоем окисла под регулирующим затвором, можно увеличить поток, проходящий через второй транзистор, относитель" î потока, воз55 можного в псрвом транзисторе.

398068

Предмет изобретения

7.Риг 3

Ран д

Составитель О. Федюкина

Техред Л. Богданова

Корректор Л. Чуркина

Редактор Т. Орлова

Заказ 740/2452 Изд. № 982 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>

В транзисторе МОЯ с хан",.ëñм р, в ко-,ором .используют nSi в режиме повышения, а напряжение затвора равно О, поток стока не проходит, а возрастает при увеличении Уо.

В транзисторах этого типа для увеличения ,потока, проходящего через второй транзистор, по сравнению с потоком в первом транзисто ре, необходимо использовать более тонкий слой окисла на стороне экранирующего затвораа..В описанном транзисторе может быть три или четыре затвора. В качестве полупроводника можно HciiOJlb30BBTb Не только кремний, но,и германий, герсенид галлия, сульфид кадмия, теллурид кадмия и т. д., в качестве изолятора — $10, SiO, фтористый магний, нитрид кремния и т. и, По Ipâîé транзистор с изолированным затвором, состоящий пз полупроводниковой базы со слоем тизолятора, .истока и стока типа проводимости, обратного типу проводимости базы, двух илп более затворов, расположенных независимо друг от друга на слое пзоля тора, одной плп нескольких островных зон, 10 имеющих тпп проводимости i:ñòîêà лд стока, находящихся под соответствующими зазорами между затворами на ооратной стороне слоя изолятора, причем этп затворы размещены соответственно между истоком, стоком .и, по

15 крайней мере, одной островной зоной, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, расстояние между соседни IH .истоком, островной зоной и стоком постепенно уменьшается от истока к стоку.