191204. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés félvezető analóf kapcsoló kialakítására
3 191204 4 A találmány szerinti elrendezés egy olyan ismert elrendezés továbbfejlesztése, melynek szigetelő réteggel bevont és kontaktus ablakokkal ellátott félvezető alapanyagában azzal ellentétes vezetési típusú első és második rétege, továbbá az első rétegben az alapanyaggal megegyező típusú harmadik rétege, valamint a második rétegnek és harmadik rétegnek kivezetése van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az első réteg felülettel határos része fölött szigetelő rétege, a szigetelő rétegen gyújtó elektródja, továbbá a félvezető alapanyagban lévő rétegek közül a szigetelő rétegen át a kontaktus ablakon keresztül a harmadik rétegnek első kivezetése, a második rétegnek második kivezetése, valamint a gyújtó elektródának harmadik kivezetése van. A találmány értelmében célszerű, ha az elrendezés alapanyaggal ellentétes típusú második rétegében az alapanyaggal megegyező' típusú negyedik rétege van. A második réteg felett szigetelő rétege, a szigetelő réteg felett további gyújtó elektródája, és a további gyújtó elektródának negyedik kivezetése van. Az első kivezetés az első réteggel, a második kivezetés pedig a negyedik réteggel is össze van kötve. Nevezetesen célszerű, ha a harmadik és negyedik kivezetés össze van kötve. Célszerű továbbá, ha a félvezető alapanyag hordozón van elhelyezve. A találmány értelmében célszerű még az is, ha az elrendezésnek első és második rétege között az alapanyaggal ellentétes típusú, legalább egy tiltó rétege, a tiltó réteg/ek fölött dielektromos rétege/i, a dielektromos rétegeken tiltó elektródja/i, a tiltó elektródá/i/nak pedig tiltó kivezeteése/i van/nak. A tiltó réteg/ek/nek pedig réteg kivezetése/i van/nak. Nevezetesen célszerű még az is, ha a tiltó réteg kivezetések össze vannak kötve. Célszerű továbbá még az is, ha a tiltó réteg/ek alatt az/ok/kal érintkező vagy az/ok/at részben átfedő, az alapanyaggal ellentétes típusú rejtett rétege van. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert és a találmány szerinti eljárás és elrendezés néhány példakénti kiviteli alakját tűntettük fel. A rajzon az 1. ábra az ismert elrendezés felülnézete, a 2. ábra az ismert elrendezés metszete, a 3. ábra az ismert elrendezés karakterisztikája, a 4. ábra a találmány szerinti elrendezés egy példakénti kiviteli alakjának felülnézete, az 5. ábra a találmány szerinti elrendezés egy példakénti kiviteli alakjának metszete, a 6. ábra a találmány szerinti elrendezés egy példakénti kiviteli alakjának karakterisztikája, a 7. ábra a találmány szerinti elrendezés egy további példakénti kiviteli alakjának felülnézete, a 8. ábra a találmány szerinti elrendezés egy további példakénti kiviteli alakjának metszete, a 9. ábra a találmány szerinti elrendezés egy további példakénti kiviteli alakjának karakterisztikája, a 10. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb példakénti kiviteli alakjának felülnézete, a 11. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb példakénti kiviteli alakjának metszete, a 1 2. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb példakénti kiviteli alakjának diagrammja, a 13. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb példakénti kiviteli alakjának karakterisztikája. A rajzon azonos hivatkozási számok azonos részleteket jelölnek. Az ismert elrendezést az 1., 2. és 3. ábra alapján isméi tétjük. Az 1. ábra a planár technológiával készült lateralis tirisztor felülnézete, a 2. ábra a metszete, a 3. ábra pedig egy jellegzetes karakterisztikája. Az elrendezésnek 18 szigetelőréteggel bevont 19 kontaktusablakokkal rendelkező félvezető 11 alapanyagában azzal ellentétes típusú első és második 12, 13 rétege, továbbá az első 12 rétegben a 11 alapanyaggal megegyező típusú harmadik 14 rétege, valamint a harmadik 14 és második 13 rétegnek és második 16, 17 kivezetése, illetve az első rétegnek indító 15 elektródája van. A laterális tirisztor készítésére használt planár technológia során a félvezető 11 alapanyagba szelektíven a 11 alapanyaggal ellentétes típusú első és második 12, 13 rétegjét hozunk létre diffúzióval, vagy implantációval. A szelektivitást itt olyan anyag biztosítja, amelyben az adalék diffúziós állandója nagyságrendekkel kisebb, mint a félvezető 11 alapanyagban. Szilícium 11 alapanyag esetén például erre a célra a technológiai műveletek során keletkező szilíciumdioxid kiválóan alkalmas. Ezután ismét szelektív diffúzióval vagy implantációval az első 12 rétegben a 11 alapanyaggal megegyező típusú harmadik 14 réteget hozunk létre, majd az igy kialakított első, második és harmadik 12, 13, 14 réteg fölött megfelelő helyen 19 kontaktus ablakokat nyitunk a technológiai műveletek során keletkező 18 szigetelő rétegen. Ezt követően a teljes felületre vezető réteget viszünk fel, amit később szelektív marással a nemkívánt helyekről eltávolítunk és ötvözéssel biztosítjuk a 19 kontaktusablakon keresztül az első, második és harmadik 12, 13, 14 réteg, valamint az első és második 16, 17 kivezetés és az indító 1 5 elektróda közötti fémes kapcsolatot. Az így kialakított laterális planár tirisztor működése a következőképpen foglalható össze. Alkalmazás során, nyitóirányú működtetést és az indítójel hiányát feltételezve (záróirányú működtetés esetén az indító 15 elektróda feszültségétől független visszáram folyik) az első és második 16, 17 kivezetésre adott feszültség hatására a harmadik és első 14, 12 réteg közötti, illetve a második 13 réteg és a 11 alapanyag közötti p-n átmenet nyitóirányban feszítődik elő, míg az első 12 réteg és a 11 alapanyag közötti p-n átmenet záróirányban lesz előfeszítve, és az eszközön keresztül lényegében záróirányú p-n átmenet visszárama fog folyni, mint azt a harmadik ábra mutatja (szaggatott vonal a tirisztorra kapcsolt terhelő ellenállás áramfeszültség függvénye). A tirisztor felfogható úgy is, mint egy aktív üzemmódban dolgozó, szembekapcsolt n-p-n és p-n-p bipoláris tranzisztorpár, melyek közül az egyiknek az emittere a harmadik 14 réteg, bázisa az első 12 réteg és kollektora a 11 alapanyag, míg a másiknak az emittere a második 13 réteg, bázisa a 11 alapanyag, kollektora pedig az első 12 réteg, ahol az első Tranzisztor kollektorárama biztosítja a második tranzisztor bázisáramát, illetve a második tranzisztor kollektor irama az első bázisáramát. Mivel pedig alacsony áramok esetében (a záróirányú átmenet visszárama feltétlenül annak számít: a tranzisztorok áramerősítési tényezője alacsony, ilyen feltételek mellett a tranzisztorok kollektoráramai nem elegendőek ahhoz, hogy a záróirányban előfeszítődő p-n átmenet környezetét megfelelő polaritással feltöltsék és az átmenet nyitóirányú előfeszítését 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
