Многослойное переключающее устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистических республик
ОПИСАНИЕ 4012тз
И3ОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.01.72 (21) 1743809/26 — 25
2 (5l) М. Кл. kf 01 L 21/00
Р1 01 L 29/00 с присоединением заявки № 1743812/26 — 25 н И 1815717/26 — 25 (23) Приоритет
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изоорвтений и открытий (43) Опубликовано 05.07 77- Бюллетень №25 (53) УДК621.382.3(088.8) (45} Дата опубликования описания 121177 (72) Автор изобретения
К. А. ееолякев (71) Заявитель (54) МНОГОСЛОЙНОЕ ПЕРЕКЛЮЧАЮВЩЕ УСТРОЙСГВО
Изобретение относится к попупроводниковым "
llpH60pRM, Известны полупроводниковые многослойные переключаняцне устройства, например тиристоры, с полевым управлением, содержащие в управляющей 5 области ряд областей противоположного типа проводимости, из которых одна дополнительная область закорочена с управляющей.
gem изобретения — расширение функциональных возможностей управления известных устройств. 10
Поставленная цель достигается за счет того, что нолевой электрод, расположенный над управляющей областью устройства, частично перекрывает две соседние дополнительные области.
На чертеже изображено предлагаемое уст- 15 рой ство.
Устройство состоит из пластины 1 монокристал,лического кремния и-типа проводимости с концентрацией электрически активных примесей
3 ° 10 см . В пластине 1 методом диффузии 20 акцеп торной примеси, например бора, созданы одновременно с двух сторон анодная 2 и управ. ляющая3 области р-типа проводимости с концентрацией электрически активных примесей
Ч- 10 см з.:Толщина областей 2 и 3 составляет 10 з5 мкм. Последующей локальной диффузией донорной примеси, например фосфора, B управ- ляющей области созданы (катодная область 4, первая дополнительная область 5 и вторая дополнительная область 6 и-шна проводимости с концентрацией электрически активных, примесей
1-10т cM . Толщина областей 4-6 составляет 5 мкм. Области 4-6 представляют собой квадраты со стороной 100 мкм каждая. Для областей 2,4,5 н 6 созданы контакты 7-10 соответственно, представляющие собой напыленные полоски алюминия толщиной 1 мкм. Контакт 9 закорачивает первую .дополнительную область 5 с ° уттравляющей об:пастью 3. На поверхности управляющей области 3, на окисной пленке l lтолщиной 0,,1 мкм,,разметпен полевой электрод 12, . представляющий собой напыленную полоску алюминия. Полевой электрод 12, размещенный над управляющей областью 3, перекрывает частично обе дополнительные области 5 и 6.
Предлагаемое устройство может быть выполнено в вире тирнстора, состоящего из пластины монокристаллического кремния и-типа проводимости с концентрацией электрически активных пиме,ей 3 10т 4 см з. В указанной пластине
Z5 одновременно двусторонней диффузией бора созданы анодная и управляюц1ая области р-типа проводимости с концентрациеи электрически активных примесей S 10 см и толццшой 10 мкм, Последующей локальной диффузией фосфора в управляющей области созданы катодная, первая дополнительная и вторая дополнительная области и-тила проводимости с концентрацией электрически активных примесей 1 ° 10 "см э и толщиной 5мкм
Указанные области представляют собой квадраты со стороной 100 мкм каждьй. К анодной, катодной и дополнительным областям созданы контакты,,ппедставляющие собой напыленные полоски алюминия толщиной 1 мкм, Первая дополнительная область закорочена контактом с управляющей областью. На поверхности управляющей области на окисной пленке толщиной 0,1 мкм размещены два полевых электрода, представляющие собой напыленные полоски алюминия толщиной 1 мкм, которые перекрывают частично обе дополнительные области.
Предлагаемое устройство может быть выполнено в виде тиристора, состоящего из пластины монокристалтп ческого кремния и-типа проводимости с концентрацией электрически активных примесей 3 10" см, В указагщой пластине одновременной двусторонней диффузией бора созданы анодная и управляющая области р-типа проводимости с концентрацией электрически активных примесей 5 10 см э и толщиной 10 мкм. Последующей локальной диффузней фосфора в управляющей области созданы катодная, первая дополнительная, вторая и третья дополнительные области и- типа с концентрацией электрически активных примесей 1 10 см и толщиной 5 мкм
Катодная и дополнительные области представляют собой квадраты со стороной 100 мкм каждый. Для анодной, катодной, первой и третьей дополнительной областей соэдань контакты, представляющие собой напыленные полоски алюминия толщиной 1 мкм. Первая дополнительная область закорочена контактом с управляющей областью. На поверхности управляющей области на окисной пленке размещены два полевых электрода, представляющие собой напыленные полоски алюминия толщиной 1 мкм. Один полевой электрод частично перекрывает первую и вторую дополнительные области, а другой полевой электрод частично перекрывают вторую и третью дополнительные области.
Устройство работает следующим образом.
Если между контактами 7 и 8 приложено напри жение положительной относительно контакта 8 полярности и между контактами 8 и 10 приложено напряжение положительной огносительно контакта 8 полярности, то при приложении управляющего сигнала положительной полярности к полевому электроду 12 в управляющей области 3 под укаэанным полевым электродом индуцируется инверсионный слой, который соединяет области 6 и
5, а через контакт 9 и область 3 в единую цепь, по которой начинает проходить ток управления.
Вследствие прохождения тока управления по цепи: область 6, ннверсионный слой, область 5, контакт 9. область 3 область 4- тиристор включается обычным образом.
Таким образом, тиристор, изображенный на чертеже, позволяет регулировать уровень помехоустойчивости по входной цепи в пределах 3 - 5 в.
Указанный тиристор может быть применен также как высокочувствительный высоковольтный переключатель, так как напряжение переключения составляет в нем величину порядка 100 в. Тиристор с несколькими параллельно подключенными полевыми электродами осуществляет логическое сложение нескольких входных сигналов. Высокое входное сопротивление указанно о тнристора позволяет получить коэффициент разветвления по входу до 100. Тиристор с несколькими последовательно подключенными полевыми электродами осуществляет логическое умножение нескольких входных сигналов. При расстояниях между дополнительнымн областями порядка 10 мкм, вполне допускаемых методами фотолито рафии, может быть осуществлено логическое сложение ло двадцати пяги сигналов.
Изобретение может быть испольэовало при производстве многофункциональных микросхем с многослойными переключающими элементами.
Формула изобретения
Многослойное переключанлцее устройство с полевым управлением, например гирис гор, солержащее в управляющей области ряд областей противоположного типа проводимости, одна из которых эакорочена с управляющей областью, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей управления, полевой элек грод, расположенный над управляюшей обла тью, частично перекрывает лве соседние области противоположного типа проводимости.
Составитель О. Федюнина
Техред И. Клнмко
Корректор М Леманн
Редактор В. 2!евягов
Заказ 2136/223
Филиал П1!!1 "11атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Тираж 976 Подписное
lgIIIHIIII Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5