167184. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus eszköz és eljárás annak gyártására
MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1972. X. 17. (TE-678) Közzététel napja: 1975. III. 28. Megjelent: 1976. VII. 31. 167184 Nemzetközi osztályozás: H 01111/14, H 01 v 7/00, H 04 r 17/00 Feltalálók: Collins Dean Robert mérnök, Dallas, McMahon Wüliam Raymond mérnök, Richardson, Texas, Amerikai Egyesült Államok' Tulajdonos: Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok Elektronikus eszköz és eljárás annak gyártására 1 A találmány tárgya elektronikus eszköz és annak gyártási eljárása, amelynél „azonos síkú" fémelektródákat valamely félvezető szubsztrátumon rendkívül szűk térközzel kell előállítani. Az előbbi „azonos síkú" (coplanar) kifejezéssel olyan szer- 5 kezeti felépítésre utalunk, amelyben a félvezető anyag és annak felületén kialakított különböző elektródák vagy fémrétegek közöt felületi azonos síkban fekszenek. Ezen fémrétegek külső felületei természetesen különböző síkokban lehetnek, mint. 10 pl. a többszintesen fémezett struktúra esetében. Számos olyan félvezető eszközt ismerünk, amelynél a szomszédos fémrétegek között igen szűk térköz van előírva. Az egymást ilyen szorosan megközelítő fémrétegeket vagy elektródákat a 15 hagyományos fotolitografikus fémezési eljárásokkal szokták kialakítani. Ezek az eljárások azonban hosszadalmasak, és nehéz velük dolgozni, főleg ha kis méretekre van szükség. Az egymásba illesztett elektróda-rendszerű, felületi hullámú átalakítók 20 (transducers), a bipoláris eszközök emitter-bázis fémezése és a töltéscsatolt eszközök hozhatók fel példaképpen, mint szűk elektróda távolságokat igénylő alkalmazások. A felsoroltak közül a harmadik típusú, vagyis a töltéscsatolt eszközök 25 fém-szigetelő-félvezető (MIS) rétegeket tartalmaznak, és elektromos töltések alakjában információt képesek tárolni, illetve továbbítani. Ezek csak rendkívül szűk elektróda távolságok esetén tudnak hatásosan működni. A töltéscsatolt eszközök jelleg- 30 zetes sajátsága, hogy a bennük levő félvezető közel teljes térfogata egyenletesen doppolt, és diffundáltatott szennyezésekre csak a töltés bevezetése vagy elvezetése végett van szükség. Általában három vagy több sorozat fém elektródát választanak le valamely szigetelő-félvezető struktúrára. Az elektródákat váltakozva kapcsoljuk össze azért, hogy a szomszédos elektródákra sorrendben lehessen a különböző feszültségeket rákapcsolni. Az első elektróda áatti félvezető tartományba töltést vezetünk, és egymás után „óraimpulzusokat" adunk az elektródákra. A félvezető felület inverziója következtében a kisebbségi töltéshordozók a félvezető-szigetelő határrétegbe vándorolnak, és a fémelektródák alatti „potenciálgödrök"-ben igyekeznek összegyűlni. Ha az órajel-impulzusok elég nagyok, a kisebbségi töltéshordozók az egyik elektróda alatti területről a szomszédos elektróda alatti területre vándorolnak az óraimpulzusok által keltett potenciálgödröket követve. Ilyen módon tehát szabályozható az elektromos töltések eloszlása. Egy ilyen típusú töltéscsatolt eszközt ír le Boyle és társa a „Bell System Techn. J." 49,587 (1970) jelű kötetében. A töltéscsatolt eszközök előállításánál alkalmazható két szintes fémezési technológiát ismerteti Engeler és társa az „Applied Physics Letters' 17. vagyis 1970-es kötetének 469. oldalán, valamint Strain a „Power and Surface-State Loss Analysis of Charge-Coupled Devices" c. előadásában, amelynek szövege az „Abstracts of the 1970 167184
