167184. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus eszköz és eljárás annak gyártására
5 167184 6 14 tartomány felszínén feküdjenek. Amint a továbbiakban részletesebben ki fogjuk fejteni, a 16 elektródák egy első fémréteg, a 18 elektródák pedig egy második fémréteg elemeit alkotják. A megfelelő sorozatokba rendezett elektródák elektromos kontaktusokkal vannak ellátva, és az 1. ábrán a 0i, 02 , 03, illetve 0 4 óraimpulzusok ezeken át jutnak a 16 és 18 elektródákra. Látható, hogy az 1. ábrán bemutatott négyfázisú töltéscsatolt eszköz négy szomszédos elektródája egy ismétlődő csoportot alkot. A0!...04 óra-impulzusokat a 20 feszültségforrás szolgáltatja. A jelen találmányhoz alkalmazható jellegzetes óraimpulzusokat láthatunk az 5. ábrán. Az ábrából kitűnik, hogy négyes elektróda csoportok használata esetén az egymást követő óraimpulzusok között 90°-os fáziseltolás van. A szakmában jártasak előtt nyilvánvaló, hogy az 1. ábra szerinti eszközre sorrendben adott impulzusok képesek a 10 félvezető anyagba vezetett elektromos töltés helyzetét vezérelni (vagyis a töltést továbbítani). Az elektromos töltésnek a 10 félvezető anyagba való bevezetésére szolgáló elemeket általában 22-vel, illetve 24-gyel jelöljük. A 24 jelforrás a 22 nyíláson (vagyis a szigetelő rétegen áttört nyíláson) keresztül jelet ad a 10 szubsztrátumra. Félvezető szubsztrátumba történő töltés-bevezetésre a szakemberek több módszert ismernek. H. a 22 nyílásban kialakított p-n átmenet alkalmas erre a célra. A töltés bevitelt megoldhatjuk egy modulált fényforrás segítségével is, amely a 10 szubsztrátumban elektron-lyuk párokat képes előidézni. A10 szubsztrátumban levő töltéseket érzékelő szervet általában 26-tal jelöljük. Ilyen érzékelő szervek szintén jól ismertek a szakemberek előtt. Az érzékelő szervhez való csatlakozás pl. a 28 nyílásban a 10 szubsztrátumra készített p-n átmenet segítségével végezhető. Ugyanezen célra felhasználhatunk egy Schottky-kontaktust is. A 2. ábrán az 1. ábra A—A' vonala mentén szerkesztett keresztmetszet látható. A16 elektródák a 12 szigetelő réteg elvékonyított 14 tartományán feküsznek, és egy viszonylag vékony 30 szigetelő réteg fedi be őket. A 30 szigetelő réteg készítésének módját és annak funkcióját később részletesen leírjuk. A 3. ábra a 14 tartományon át húzódó B-B' vonal mentén szerkesztett metszet egy részletét szemlélteti. Látható, hogy az első szintű 16a fémelektródát csak a 30 szigetelő réteg választja el a második szintű 18a fémelektródától. Ha figyelembe vesszük, hogy a találmány szerinti 30 szigetelő réteg akár 3000 Á-nél is vékonyabbra készíthető, beláthatjuk, hogy a szomszédos 16 és 18 elektródák előnyösen rendkívül közelre helyezhetők egymáshoz, valamint a 12 szigetelő réteggel érintkező 32 és 34 felületek azonos síkúak lesznek egymással és természetesen a 12 szigetelő réteggel is. Más szóval megállapíthatjuk, hogy a szomszédos 16 és 18 elektródák azonos távolságra kerülnek a 10 félvezető anyag felületétől. Szakember számára nyilvánvaló, hogy az ilyen struktúra rendkívül előnyös egy töltéscsatolt eszköz számára, mivel a szomszédos elektródákra azonos amplitúdójú óraimpulzusok adhatók. A találmány szerint a 16 és 18 elektródákat célszerű azonos ellenállású anyagból készíteni. Az egyik javasolt kiviteli alaknál a 16 és 18 elektródák alumíniumból készülnek, a 30 szigetelő 5 réteget pedig a 16 elektródák felületének anódos oxidálása révén képződött alumíniumoxid alkotja. Használhatók egyéb anódosan oxidálható fémek is, mint pl. titán, tantál stb. A 16 elektródák anódos oxidálásának eljárását a 6—10. ábrákkal kapcsolatit) ban részletesen tárgyalni fogjuk. Egy további előnye a találmány szerinti fémező eljárásnak az, hogy jobban kihasználja a 10 félvezető anyag rendelkezésre álló felületét, mint a hagyományos egyszintes fémezési módszer. Ugyanis 15 célszerű arra törekedni, hogy az aktív felület, vagyis a fémelektródák területe minél nagyobb legyen az inaktív, vagyis a szigetelt tartományhoz képest. A találmány izerinti eljárásnál a felület kisebb része marad inaktív. Anódos oxidálással "20 3000 Á-ös vagy még annál is vékonyabb szigetelő réteget készíthetünk. Ez a körülmény lehetővé teszi, hogy a 16 és 18 fémelektródák szélességét 0,2 miire csökkentsük (1 mii = 2,54* 10~3 cm) kedvező fém-szigetelő arány fenntartása mellett. 25 Ezáltal nemcsak az 1 bit információ tárolásához szükséges terület lesz kevesebb, hanem egyúttal a töltéscsatolt eszköz működési sebessége is gyorsulni fog, mivel megrövidül a töltéshordozók egyik elektródától a másikig való vándorlásának ideje. 30 Végeredményben egy hagyományos eszközhöz képest a találmány szerinti két szintesen fémezett, 3-fázisú töltéscsatolt eszköznél 1 bit információhoz közelítőleg 40%-kal kevesebb felület szükséges. A találmány szerinti töltéscsatolt eszközhöz négy-35 fázisú változatánál pedig kb. 20%/bit megtakarítást érhetünk el az egyszintesen fémezett hagyományos eszközhöz képest. A 4. ábra egy négyfázisú töltéscsatolt eszköz első szinten leválasztott 16 fémelektródáinak 40 elektromos kapcsolási vázlatát szemlélteti. Láthatjuk, hogy a 16 fémelektródák közül minden második a 0i óraimpulzus vezetékével, minden közbenső pedig a 03 óraimpulzus vezetékével van összekötve. Ezeket az elektromos kötéseket meg-45 valósíthatjuk akár a bemutatott módon, akár pedig nyílásokon vagy lyukakon átbujtatott vertikális csatlakozások segítségével, a 6-10. ábrák szerint. Magától értetődik, hogy az alumíniumoxid rétegen áthatoló lyukakat éppen olyan jól el lehetett volna 50 készíteni az ismert maratószerekkel és technológiával, mint a 6—10. ábrákon bemutatott maszkolási módszerrel. Visszatérve a 4. ábrához megállapíthatjuk, hogy az 1. ábra szerinti eszköz gyártása folyamán a második szinten leválasztott fémelek-55 tródák ugyanolyan mintázatúak, mint az első szintűek azzal a különbséggel, hogy a baloldali gyűjtővezetékre a 0i helyett a 02 , a jobboldalira pedig a 03 helyett a 04 óraimpulzust adjuk. Természetesen az első szintű 16 elektródákat el 60 kell szigetelni az utólag kialakított (v. második szintű) 18 elektródáktól. A találmány szerint az első szintű 16 fémelektródákat egy felületükre terített szigetelő réteggel szigeteljük el a második szintű 18 65 fémelektródáktól. Ezt a szigetelő réteget úgy 3
