167184. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus eszköz és eljárás annak gyártására

3 167184 4 International Electron Device Meeting, October 28—30, Washington, D. C." feliratú kiadvány 78. oldalán (vagy az „IEEE" 70-C45-ED-jelű kötetében) található. Mivel a töltéscsatolt eszközök lényegében átmenetnélküliek, vagyis működésük nem a p-n átmeneteken alapul, az előállításukhoz szinte egyáltalán nincs szükség diffúzióra. Ez a körülmény a gyártás szempontjából lényeges előnyt jelent. Az viszont komoly problémát okoz a töltéscsatolt eszközök gyártásánál, hogy a szomszédos elektródák között elegendően szűk távolságokat kell tartani anélkül, hogy töltés-átvitelt akadályozó potenciálgátak képződjenek. Következésképpen a találmány szerinti megoldás célja olyan struktúra kialakítása, amelyben a szomszédos elektródát elkülönítését egy anódikus oxidréteg vastagsága határozza meg, olyan többszintes fémelektrőda-rendszerrel bíró töltéscsatolt eszköz előállítása, amelynek minden fémelektródája azonos ellenállású, olyan többszintes fémezésű töltéscsatolt eszköz előállítása, amelynek minden elektródája azonos távolságra van a szubsztrátumtól, olyan struktúra kialakítása, amelyben a félvezető anyag felszíne az eddigiekhez képest gazdaságosabban kihasználható. Röviden összefoglalva a jelen találmány szerinti eljárás változatai egy szubsztrátum szigetelt felületével azonos síkú és szorosan egymás mellé helyezett elektródák kialakítását teszik lehetővé. A találmány szerinti eljárás egyik alkalmazási területe a töltéscsatolt eszközök gyártása. Ezeknél az eszközöknél az első fémréteget a szubsztrátum szigetelt felületére választjuk le, és az első fémelektróda-sorozat alakja szerint mintázzuk. Megfelelő vezetőelemek segítségével az elektródákat váltakozva összekapcsoljuk és feszültségforráshoz csatlakoztatjuk anódos oxidálás végett. Mindegyik elektródán vékony oxidréteget képezünk, majd az elektromos csatlakozásra szolgáló elemeket eltávolítjuk. • Ekkor ugyanabból a fémből vagy más fémből egy második réteget választunk le, amely befedi mindegyik elektróda anódosan oxidált felszínét, és az elektródák között a szubsztrátum szigetelt felületének fedetlen részeit. A második fémréteg mintázása útján egy második elektróda-sorozatot alakítunk ki, amelynek egyik felülete azonos síkú az első elektróda-sorozatnak a félvezetőt érintő felületével. Az első, illetve második elektróda-sorozatot csak az anódikus oxidréteg választja el egymástól. A gyártás folyamán (az oxidrétegben) lyukakat hagyunk a szubsztrátum felületéhez és az első elektróda-sorozathoz csatlakozó kontaktusok számára. A találmány szerinti eljárás egy másik alkalmazása során töltéscsatolt memóriát készíthetünk. Ilyenkor először a félvezető szubsztrátum felületét egy szigetelő réteggel fedjük be. Erre a rétegre választjuk le az első fémelektróda-sorozatot. Ezen első elektróda-sorozat szabad felületén vékony oxidréteget képezünk, majd az első sorozat hézagaiban kialakítjuk az elsővel azonos síkú második elektróda-sorozatot. Megfelelő elemeket készítünk, amelyek segítségével elektromos töltéseket vezethetünk be a félvezető szubsztrátumba, valamint az első és második elektróda-rendszerre váltakozva jeleket adhatunk a bevezetett elektro-5 mos töltések helyzetének vezérlése végett. Végül az eszközt a jelenlevő elektromos töltések érzékelésére, vagyis a memória működtetésére alkalmas elemekkel is ellátjuk. A találmány szerinti eljárás harmadik felhasz-10 nálási példája egy egymásbaékelt elektróda-rendszerű, felületi hullámú átalakító előállítása. A szomszédos elektródákat itt is rendkívül közel kell helyezni egymáshoz a nagyfrekvenciás működés érdekében. 15 A találmányt a továbbiakban kiviteli példák és mellékelt rajzok alapján közelebbről megvilágítjuk. Az alábbi ábrákra hivatkozunk: 1. ábra. A jelen találmány szerinti kétszintes 20 fémezési eljárással készült töltéscsatolt eszköz felülnézetének egy részlete. 2. ábra. Ugyanezen eszköz A—A' vonal mentén szerkesztett keresztmetszete. 3. ábra. Ugyanezen eszköz B-B' vonal menti 25 keresztmetszetének egy részlete. 4. ábra. Az első ábrán bemutatott eszköz első szintű elektródáinak elrendezése. 5. ábra. Jellegzetes áramimpulzusok, amelyek a találmány szerinti négyfázisú töltéscsatolt memória 30 működéséhez szükségesek. 6. ábra. Az első szintű fémelektródák anódos oxidálására alkalmas egyik elrendezés felülnézete. 7—10. ábrák. A 6. ábra C—C vonala mentén készített metszet-sorozatok, amelyek egy töltés-35 csatolt eszköz előállítási eljárásának különböző változatait szemléltetik. 11. ábra. Az egymásbaillesztett elektródarendszerű, felületi hullámú átalakító felülnézete. 40 Az áttekinthetőség kedvéért először a találmány szerinti töltéscsatolt eszközt, majd pedig a találmány szerinti gyártási eljárást fogjuk ismertetni. Természetesen előrebocsátjuk, hogy bár a leírás csak bizonyos kiviteli példákra szorítkozik, a 45 találmány azonban bármilyen egymáshoz közel helyezendő fémrétegek előállításához felhasználható. Az 1., 2. és 3. ábrák a találmány egyik jellegzetes kiviteli alakját képező négyfázisú töltés-50 csatolt eszközt szemléltetik. Az 1. ábrán a vázlatosan rajzolt töltéscsatolt eszköz felülnézete látható. A 10-zel jelölt szubsztrátum anyaga lehet pl. n-típusú szilícium, vagy a szakemberek által ismert bármely egyéb akár p- akár n-típusú félvezető. A 55 10 szubsztrátumot egy 12 szigetelő réteg borítja. Ez a réteg a 2. ábrán látszik a legtisztábban, a vastagsága 12 000Á nagyságrendű lehet, és pl. szilíciumoxidból képezhető. A 12. szigetelő réteg 14 jelű elvékonyított tartománya kb. 1000 Á 60 vastagságú. Előírt vastagságú szigetelő rétegeknek félvezető szubsztrátumon való kialakítására alkalmas eljárások szakemberek számára ismertek ezért itt nem szükséges azokat részletesen bemutatni. A 16, illetve 18 fémelektródákat úgy alakítják ki a 65 12 szigetelő rétegen, hogy főleg az elvékonyított 2