187887. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés előjelhelyes félvezető lineár kombinátor és/vagy átalakító kialakítására
1 187 887 2 A találmány tárgya eljárás és elrendezés előjelhelyes félvezető lineár kombinátor és/vagy átalakító kialakítására. Mint ismeretes a 3926/81. ügyszámú magyar találmányi bejelentés tárgyát képező félvezető tetróda széleskörűen alkalmazható a hagyományos félvezető eszközökön alapuló áramkörök egyszerűsítésére vagy paramétereinek javítására. Továbbá két vezérlési lehetősége következtében új áramköri megoldásokra ad alkalmat és olyan speciális áramkörök létrehozását biztosítja, amelyek extra nagy áramerősítési tényezővel, magas határfrekvenciával és más előnyös elektromos paraméterekkel rendelkeznek. Mivel előállítása megoldható a már jól ismert bipoláris vagy MOS technológia módosításával, könnyenf tömeggyártásba vezethető és gazdaságosan gyártható ; akár mint diszkrét eszköz, akár mint integrált áramkörök építő eleme. j A félvezető tetróda lényegében olyan emitterrel, bázissal és kollektorral rendelkező bipoláris tranzisztor, melynek főbb elektromos paraméterei (áramerősítési tényező, határfrekvencia, kapcsolási idő stb.) egy a bázis fölötti szigetelőrétegen elhelyezett elektródára adott potenciál elektromos tere segítségével megváltoztathatóak, vagyis a bipoláris tranzisztor egy gate-szerű elektródával is vezérelhető. Ez azért lehetséges, mert az elektróda elektromos tere a felület közelében megváltoztatja a bázisrétegben a töltéshordozók eloszlását és a bázistöltés integrált, ami viszont lényegesen befolyásolja a tranzisztor elektromos paramétereit. Ennek következtében az eszköz széleskörűen felhasználható, mint speciális erősítő, gyors kapcsoló, szorzó áramkör stb. A vezérlési lehetőségek korlátozott száma és a két vezérlési mód különbözősége miatt azonban az eszköz nem használható többcsatornás lineár kombinátorként vagy digitál/ana!óg, illetve analóg/digitál átalakítóként, ami jelentős felhasználási területekről zárja ki az eszközt, és teszi lehetetlenné, hogy a félvezető tetróda egyébként előnyös tulajdonságait kihasználjuk ezeken a széles és perspektivikus alkalmazási területeken is. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamenynyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és egy olyan félvezető eszköz létrehozása, amely a tetróda előnyös elektromos tulajdonságainak megőrzése mellett lehetővé teszi az eszköz többcsatornás vezérlését és az egyes csatornák vezérlési meredekségének azonosságát. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően egy olyan eljárás és elrendezés kialakítása, mely a fenti célkitűzést megvalósítja és egy bipoláris tranzisztor kollektor áramának többcsatornás vezérlési lehetőségét biztosítja. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a félvezető tetródát (azaz térvezérelt bipoláris tranzisztort) sikerül úgy továbbfejleszteni, hogy több azonos típusú vezérlési lehetősége legyen, a kitűzött feladat egyszerűen megvalósul. A találmány szerinti eljárás egy olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, melynek során félvezető alapanyagban diffúziós vagy implantációs eljárással az alapanyag felülete mentén n-p-n vagy p-n-p bipoláris tranzisztor szerkezetet alakítunk ki, melynek felületén szigetelő réteget hozunk létre, majd a szigetelő rétegen a bázis feletti részen egy elektródát alakítunk ki, végül az emitter, bázis és kollektor réteg fölötti szigetelő rétegben kontaktus ablakot nyitunk és mindhárom réteget, valamint az elektródát kivezetéssel látjuk el. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a diffúzió vagy Implantáció és a szigetelő réteg kialakítása után a bázis réteg felett egynél több egymással párhuzamos elektródát alakítunk ki, melyeket az emitter, a bázis és a kollektor réteghez hasonlóan külön-külön kivezetésekkel látunk el. A találmány értelmében célszerű, ha az elektródákat úgy alakítjuk ki, hogy az emitter rétegtől a bázis rétegen át a kollektor rétegig terjedjenek. A találmány értelmében célszerű az is, ha az elektródákat alumíniumból és/vagy poliszilíciumból alakítjuk ki. Nevezetesen célszerű, ha az elektródákat és a kivezetéseket egyidőben azonos anyagból készítjük el. Célszerű továbbá, ha először az elektródákat készítjük el egy vagy több lépésben, majd ezután hozzuk létre a kivezetéseket. Célszerű továbbá az is, hogy az emitter és kollektor réteget diffúzióval vagy implantációval alakítjuk ki. Célszerű továbbá még az is, hogy az emitter és bázis réteget hozzuk létre diffúzióval vagy implantációval. A találmány szerinti elrendezés egy olyan ismert elrendezés továbbfejlesztése, melynek félvezető alapanyagban lévő emitter, bázis, kollektor és szigetelő rétege, továbbá a bázis réteg felett levő szigetelő rétegen elektródája, valamint kontaktus ablakai és kivezetései vannak. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a bázis réteg felett levő szigetelő rétegen vezérlő elektródák vannak és a félvezető alapanyagban elhelyezkedő emitter, bázis és kollektor réteg, valamint a vezérlő elektródák kivezetéssel rendelkeznek. A találmány értelmében célszerű, ha az elektródák egymással párhuzamosak. Nevezetesen célszerű, ha a félvezető alapanyag egyben a bázis réteg. Célszerű továbbá az, ha a félvezető alapanyag egyben a kollektor réteg, melyben az emitter réteget tartalmazó bázis réteg elhelyezkedik. Nevezetesen célszerű még az, ha az elektródák szélessége megegyezik vagy egymásnak egészszámú többszörösei. Célszerű továbbá még az is, ha az emitter és kollektor réteg távolsága lépcsőzetesen van kialakítva, A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert elrendezés és a találmány szerinti elrendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra az ismert elrendezés felülnézete; a 2. ábra az ismert elrendezés metszete; a 3. ábra a találmány szerinti elrendezés egy példakénti kiviteli alakjának felülnézete; a 4. ábra a találmány szerinti elrendezés egy példakénti kiviteli alakjának metszete; az 5. ábra a találmány szerinti elrendezés egy másik példakénti kiviteli alakjának felülnézete; a 6. ábra a találmány szerinti elrendezés egy másik példakénti kiviteli alakjának metszete; a 7. ábra a találmány szerinti elrendezés egy további példakénti kiviteli alakjának felülnézete; a 8. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb példakénti kiviteli alakjának felülnézete. A rajzon azonos hivatkozási számok azonos részleteket jelölnek. Ha egy-egy részlet ugyanazon megoldáson 5 10 15 20 26 30 3b 40 4b 5C 55 60 65 2
