Полупроводниковый элемент

Полупроводниковый элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЭЛБ1ЧЕНТ, чувствительными к внешним воздействиям, на основе пластины, содержащей цонорную примесь с концентрацией NA и акцепторную примесь с концентра-, цией NA гфи соотношении между ними пленарными катодом и анодом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, на расстоянии не более 3Lp от катода г расположен индентор, геометрические размеры которого 15 удовлетворяют условию Ц р D 5tp , где L, р - диффузионная длина дырок, при этом соотношение расстояния.между анодом , и катодом к расстоянию между катодом и инденгором не более семи. 2. Элемент по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения управляемой в гходной характеристики, с противоположной стороны пластины создан высоколегированный слой, тип прово« димости которого противоположен типу (Л проводимости пластины, с электродом по всей его поверхности. с OQ 09 о ;о ел

„„SU„„893095

GOlO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНжих

РЕСПУБЛИН

3(5)) Н 01 L 27/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA. (21) 2964236/18-25 (22) 28.07,80 (46) 15,08,83, Бюл. % 30 (72) И, В, Карпова, Б. В, Корнилов и В. В. Привезенцев. (71) Институт рациотехники и электроники AH СССР . (53) 621.382(088,8) (56) 1. Патент Великобритании

Ио 1051550, кл, Н l. К,, опублик, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

No 436306, кл, Q 01 С 1/24-, Н 01 J 39/34, 1973, (5 4) (57) 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

ЭЛЕМЕНТ; чувствительный к внешним воздействиям, на основе пластины, соцержашей цонорную примесь с концентрацией

N> и акцепторную примесь с концентра-. цией I%A при соотношении между ними NA (N+ ñ 2ÌA, с планарными катодом. и аноцом, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, на расстоянии не более

3 . от катода. расположен индентор, геометрические размеры которого )3 уцовлетворяют условию (. (3 < 5L

P где L,p — диффузионная цлина дырок, при этом соотношение расстояния между анодом и катодом к расстоянию между катодом и индентором не более семи.

2.Элементпоп. 1, отличаюшийся тем, что,.с целью получения управляемой выходной характеристики, с противоположной стороны пластины создан высоколегированный слой, тип прово- ф димости которого противоположен типу проводимости пластины, с электроцом по всей его поверхности. (1 8930

Изобретение относится к области полу-; проводннковой. тенэометрии, в частности

Rower бьиь использовано при созцании электра 4еханических преобразователей (тенэометров, микрофонов; акселерометров) с частотно-модулированным (ЧМ) выкодным

t электрическим сигналом.

Известны. полупроводниковые электрохимические преобразователи, в которых под действием цеформации изменяется ток че- f0 реэ р - n перехоц Г1 .

Наиболее близким техническим реше-нием к предлагаемому является полупроводниковый .элемент, чувствительный к внешним воздействиям, на основе пластины, содержащей цонорную примесь с концентрацией Я и акцепторную примесь. с концентрацией И д при соотношении между ними И С1Ч <2йд, с планарными катодом и анодом Г2 р

Этот прибор чувствителен;, к различным внещним воздействиям: температуре, осаещению,потоку ядерных частиц. Однако в качестве преобразователя. давление/электри ческий сигнал он использоваться не мо « жет э

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей элемента. . Поставленная цель достигается тем,, 30 что в полупровоцниковом элементе, чувствительном к внешним воздействиям, на основе пластины, содержащей цонорную примесь с концентрацией . Йд ц.акцепторную примесь с концентрацией Я при соотношении между ними Ч4,(Х «<2М, 3 с планарными катодом и анодом на расстоянии не более 3 L от катода расположен инденатор геометрические размеры котороР

ro 33 удовлетворяют условию 1„ C 9С.

5(..где L — циффузионная длина . I

Р;г дырок, при этом отношение расстояния . между анодом:и катодом к расстоянию между катодом и ицентором не более 7.

С противоположной стороны пластины создан высоколегированный слой, тип про-45 водимости которого противоположен типу проводимости пластины, с электродом по всей его поверхности.

На чертеже показан прецпагаемый полупроводниковый элемент. 50

Элемент содержит и -область 1, катод 2, аноц 3, P+ область Ф, управляющий электрод 5, индекатор 6.

На расстоянии не более 3 L < от катоца расположен инцентор, с помощью 55 которого осуществляется деформация полупроводникового кристалла (1, > -rtQ.фуэионная длина дырок). Это сцелано из-за того, что в кристаллах, в которых возбуждаются колебания тока типа реком.бинационных волн, вблизи катоца локализуется активная область колебаний, Именно ее деформация буцет привоцить к изменению частоты:колебаний тока. Протяжность этой .области 3 L< . Отношение расстояния между пленарными контактами к расстоянию между катодом и инцентором должно быть не более семи иначе возможно возбужцение колебаний от нескольких активных областей. Это приведет к негармоничности выхоцного

> C D c 65 Минимальное значение 3) обусловлено йороговой чувствительностью прибора. Максимальный размер выбран из тех предпосылок, что цолжно быть механическое возмещение только одной активной области колебаний, прилегающей к ка тоду. В противном случае колебания возбуцятся от нескольких активных областей, что приведет к негармоничности выхоцного сигнала и невозмо}кности преобразования давпення в частоту.

Для получения управляемой выходной характеристики с противоположной стороГ ны пластины по крайней мере поц одним контактом — катодом создан высоколегированный слой. Er о тип проводимости противоположен типу проводимости пластины. По всей его поверхности выполнен .металлический электрод, При.подаче на него отрицательного-потенциала уменьша ется эффективная толщина пластины за счет увеличения области пространственного заряда.

При прохождении к планарным контактам прибора разности потенциалов (15) В в цепи, состоящей из источника напряжения, нагрузочного сопротивления и устройства, возникают синчсоидальные автоколебаний тока с частотой Е = 120 Гц и амплитудой =, 20 мВ. Эти спонтанные колебания тока вызваны генерацией . неустойчивости тока типа рекомбинационных волн. На управляющий электроц подается отрицательньФ потенциал величиной Ч, = -10 B. При приложении сверху давления на индентор, расположенный на расстоянии 0 0,02 см от катода, изменяется частота автоколебаний тока.

Таким образом, давление преобразуется в частотно-модулированный электрический сигнале

H разработанном макете устройства полупроводниковая структура выполнена

3 893095 4 из кремния. Акцепторной примесью яв- представляет из себя корунцовую иглу с ляется цинк с концентрацией: М д . радиусом закругления Р 70 мкм.

1.10 см З, а донорной примесью - Технико-экономическая эффективность фосфор с концентрацией Мр 4,5 10 см"З предлагаемого элемента состоит в том, Размеры полупроводниковой структуры . g что по своим функциональным возмож(0,24 ..0,16 ° 0,08) см . B качестве ностям он сможет заменить электромехаконтактов, расположенных на состоянии нический преобразователь и преобразова-;

2,0 мм, используется напыленный метал- тель постоянно о сигнала в ЧМ сигнал лический, алюминий, который выполняет- поскольку давление измеряется по частоте

Э ся при температуре, 4 400 С, На t4 переменного сигнала, а частоту можно о стороне кристалла, противополо)кной кон- .. измерить с большей точностью, чем амптактам, созцается pt -область путем на- литуцу, то преимуществом предлагаемого пыления аллюминия, который затем вжи- устройства является большая чувствительгается при температуре 4 " 700 С..ность; кроме того, возможно непосредстДля материала области полупроводнико- 1s вению ввецение сигнала с заявляемого вой структуры, на котором расположены устройства в ЭВМ без его дополнительной контакты (кремния и -типа с примесью обработки(модуляции и усиления); поииинка и фосфора), цвКузионная длина . бор технологичен и его изтотовлэниэ ke цырок равна на Ь » 0,03.2 см. Инцентор требует больших затрат.

Составитель В. Юдина

Редактор .Е, Мефонова Техрец М.Надь Корректор И. Эрдейи, 7969/1 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета;. СССР по целам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород; ул. Проектная, .4