Интегральный регулируемый конденсатор

 

ИНТЕГРАЛЬШЙ РЕГУЛИРУЕМЬЙ КОНДЕНСАТОР,-содержалиш полупровод-, ннковуго подложку с окисным слоем и металлическими электродашна его поверхности , отличающийся тем, что, с целью повьшения процента выхода годных и надежности полуггроводниковых устройств при лазерной подгонке , один из электродов выполнен в виде 2,3ооф секций, расположенных друг от друга на расстоянии 2-5 диаметра лазерного луча с соотюшением ;2:4„ о «а, где 3, площадей секции Ьи 2:av электрически соединенных между собой посредством nei cNSbuieK, выполненных из сплава и металлов V, VI групп о

союз советских

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (ц Н 01 L 29/94

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ кций 1: 2: 4... а „, где al1 электрнческ11 соединенных площадей се

11= И-1 а,+

1 между собой вь1полненных . oB V Vl г

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3470017/18-25 (22) 07.07.82 (46) 15.08.90, Бюл. ?"- 30 (72) Л.А.??ихеев, Б.Я.Ковальчук и В.В,Михайлов (53) . 621. 382 (088.8) (56) Заявка Японии ? - 55-16543, кл. 99 (5) НО,!980.

Заявка 1?1РГ ??1 1764699,кл.21 g 10/02, 1977.

Патент США 11 3402448, кл.29-25.42, опублик, 1967, (54) (57) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РЕГУЛИРУЕЮЙ

КОНДЕHCATOP, ° содержащш полупроводниковую подложку с окисным слоем и

Изобретение, относится к электронной технике и может быть использована в линейных интегральных схемах.

Известен интегральный регулируемый конденсатор, содержащий несколько конденсаторов С„- С,„, имеющих различную емкость, Первые выводы всех конденсаторов соединены между собой и подключены к первому контакту. Вторые выводы подключены к второму контакту через соответствующие диоды В,1 — D, играющие роль ключей, На точки соединения конденсаторов и диодов подается входной дискретный сигнал, котарый управляет включением-выключением диодов, Поэтому величина емкости между контактами определяется входным сигналом.

K недостаткам указанного регулируемого конденсатора следует отнести наличие цепей управления, которые усметаллическими электродами на ега поверхности, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения процента выхода годных и надежности полупроводниковых устройств при лазерной подгo IKB> oJIIIII H3 3JIPITPQPoB BIII.QJII-IQII B виде 2, 3...,п секций, расположенных друг ат друга на расстоянии 2-5 диаметра лазерного луча с соотношением посредством певелычек, из сплава крел1нпя н металрупп,, М лаж1 яют схему и приводят к ухудшению скоростных параметров

Известен также регулируемый конденсатор, подстройка которого осуществляется с помощью электранскровай обработки. Конденсаторные обкладки замыкают накоротко, заземляют и подают высокое напряжение па аатроконечный электрод, который находится над подстраиваемым конденсатором и не соприкасается с ним. Пад действием искрового разряда происходит иь 1ига" ние как верхней, так и нижней металлических обкладок конденсатора, Недостатком регулигуемага конденсатора, искпюча."щпм его применение в линейных интегральных схемах, является повреждение полупроводникового основания, Наиболее близким техническим решением является интегральный регуличто В !!13т(}граль}(ь!й р }:- .Пируем. },5(:,(.

ДЕНСатор, СГ}дгр)КЯ}((ий} Г(()}т}с. >lров:гт: вую подложку с Окис!!ым;-!J(0 . .:,. "(ei

Я 1 : !!О Вс. 1):

}т1 И Ч Е С К И Я(И Э Л Р К Т Р ОД и (!!-. c1

НОСТИ ) ОДИ1(ИЗ ЭЛЕХ1 РОД

В виде ?, 3...Г(с-гK-!Ifi, друг от: py I.e и.; н.-,- „-;-,", метря лазерного луч г(;}Ощадей секций 1;. .:-", . (= >т- а + ) > зл>-.. ктри-

4 ньтх межДУ ссб0! посРедс.

Г) Я С ПОJ! Oжс H!! т У

1 т

,ОТ;(Г)} с. я i; (Е C K t ..", 0 C,rl f!;: >i i

if i B O и }I! P n e г i

ЧЕК, >:;ГПОЛ .}ЕН ЫХ ИЗ Сппс-ВЯ КРС.1(1(! и }!г ГЯЛЛОВ т(5 }) т ГРУГ.((;. ,:(Г)Г(олнг(тел(ьныс} i eремь}чк:- СФОрмг po-i3a}n! ИЗ Г!РОВОДЯЩЕГО Ь(ЯТЕРПЯг!}1. ЛРГ::0 распыляемого;!Язгрным лучам В к((-ЧЕСтВЕ Мат ЕРИЯЛЯ ДПЯ УКЯЗ И !ЫХ ПЕРС)— мьГ!ек испо (ьзОВялся сплaB крем}(и.i c металлом }J, I;T группь.. например

НИКЕЛЕ(1, ХРОМОМ, Сос)тНО te>i (С !J(Oilid дей секций выбраной как ряд чисгл

1:2:4:Я...а,, гдс п член ряда определяется по формуле

}}- i

a - =1+ a (T >

}) — т у

Выбор данного соотношения площадей основан на том, что он позволяет påàлизовать подстройку требуемого номируемый конденсатор, содержащий полупр()водниковую подЛожку с окисным слоем и металлическими электродами ня его поверхности, 5 . . Ощядь электродов указанного конденсатора превышает необходимую. Ври подстройке конденсатора Выбранную часть незащищенного электрода прг, pя>"щают в диэлек-рик и затем осущест!.; ют тепловой пробой указанной сблас-;ti

Недостатком известного регулируе-мого конденсатора является низкий цент выхода годных из-з 1 специфи:li.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРО!(гССсэ ПЕРЕВО

МатЕРИаЛа ВЕРХНЕГО ЭЛЕКТР:ДЯ Я,с(5!Э}1>3(-трик. В термически Осажденном мc:fin!-= черхнего электрода Всегдя имеml(.я

ВКЛЮЧЕНИЯ КРУПНЬтк ЗЕРЕН, ПЕРЕНС,.,Оторых в диэлектрическую фракцию за.труднителен. Обычно э;0 приводит н обходимост}i BBåäåíèÿ термических обработок, тщятгльнэг . Яо}..троля 1";.. утечки.

Цг.пью из Об1)ет е!111Я яВляст cÿ пОт"-Г!1(:ние процгнтя выход» годных 1! Ня„((- —

НОСТИ Г!ОЛУПРОВОДНИК ):>ЫХ УС 1 PO}t 1 . лазерной подгонке,, Г(0 с :-2 ВА Е Н }1 З Я Цел .: ; ;т т С. т И Г «Р Т 5 нала емкости из диапазона 5-4э используя минимальное количество екций.

Р сlсстояния мРжду ceKj!H}IMсl В}т(б 1. Янь> с, учетом сuxpa}«3»H}! Высокой степени

::.В(тегряции бгз нярушгш!я В: )Kiie ".:

Э 33 e K Т РОД Я ст П Р 0 Цt(3 (С Е ГI ОД Г О l l a i c, т, 0 j f ..-,—

Ha.lci ЛЯЗЕРНЬ>М ЛУЧОМ. !iiHH>!ci.. Ног РЯСГO}i>!H(Р,lj)HO ДВУМ }ИЯМЕТРс! .; ЛЯ 3 (- P:-10

Г 0 ЛУЧ;1 и С,гсг(РХО}! П()Г!МР> Я= ТС}т;; ЧЯ с(екций с ВелHчиHОЙ емк(.(. Tи, Hp (} )p— ,т Г!ЦЯ>с)с(((ЕЙ 3 О Г!(1), }}т!я б()ЛЬ}>(ИХ Р "г*((«" г »

Р с} С СТОЯНИЯ У})СЛИЧИВ Я}0 Г }ГО т МК () ЧТО

СОСТЯВЧЯЕт ПлтЬ ДИЯМЕТРОВ Л caгР.-;(:ГО ,(ссяя н 3 3 Рр i .IT0 ..) О) 1,:!я П т (МЕ i т.:- .(0-:

"г Я>(0}ЗК )„ 1 ) ) 1 с

Б ЗЯВГ(05(МОС- Н От i 00! .), КЯХО>} Эпгн.;)(сд М Н-K И(ДЕНС aтоpa р !.-;.::,г Рн (}С K!(ИИ, МОжно (тол )с}}}Т}т пгi(H}i(c, }jj)cm;,с}(;)с-т т с;ге Вьt i -т:с,}г т

ОН()РЯ}((}5(Поцт rj!0!3KÈ с;0 i!>{Я }ji)f, -гн c OИ li0òãò!i т)(1К:;

}! РО З с1 Hil-т(М . (c! } P;: :Ь:: 1 ; 0 (;); Г Д:- :

{ сcl Ис!И гK >3 И т сг НЫ5 l l e "т(c! Я : ": 3 r P

t) cCiiЬГ 5i ссоi 0 !le}" . г)И"., Г .)З т!!" Т ст(",-. } tc }т с(".) e -Ной тт i т т;:1} тз г

КЯ.::>}(0ÃÎ . cej)el 1)ejj, с С ((.т i!i> Е !, ii.. t и тзгуне }и> j Р>)p 11- ", --тср", ",О и: И:((c!(H ВЬ;М -:.Г)}ГГ,(КТ )гм .) !! 7> ñ т с>:: i с . с 1 ) ; . !) т ;: (т(т . " ".,; (;т . i

l. .i: тсноl, гт,, 0:,"- тст В- тгriKO:j, (.; ! (. : n(); (M".tC т }; 03!! ".(((}IИ5 })звсС(,:-= с = . :с! " (с . т(от с.;(- Пт-,.) (с (Я (с) (. }. 0;.;т .," Р т

>с)e т )I Нг;-(с Н i тт;- .! 0}т т, )-сс3 i) т т }! ii 5" l!0 t Oi! i;сl, 1(}; j(0} .. : .>Ч .i" .c3K0P ° iсc(И1>ит!Ис ci-i(К Ic

Г>1(с. Я -: (}тт), с 3 01)>т. } -1, т;

- . !.! f Сстт !ii. t !.031 т!:OÎÂ Э }! >f (О

:::НИЕM, ..:>РУСЬ>Ь::1 . .:} . т(с>:(T,:

НИ«, Нс)пгр(-с}НЫй j)O}рг .; :,: ЬИГ

Э i(ii .(}3, ..:! «! i }1" Ч . :. . .(jK j П} f 1(- .i !-;,! i-; Г ",( т

Hc) H0i1i 0Hi;> .! B,)Нl r P - :e, П :C от;. и::..:;,ic l .)ДНОЙ ii; СРК}сий: фИГ:, -> pi=, (}} сt! }} сг".с>Ы}! i(0 }(t,p СЯ ТО ; C разделенным нижним э}(ектр:эдо!! }гя двг секции, поперечный разрез; на ф}зг.5

ЭКВ(!Вас(си}!тНЯЯ ЭЛЕКтРИЧЕСКаЯ СХЕМа до подгонки; }!a фиг, f) — то ze, посл;=.

ПОДI OHKH

В по.HJ>?Ip0?303,jiHKOBOM OCHGBBHИИ защ}!щенном пленкой толстого окиспя ?, сформирована Высоколггиров":нняя Об1106366

55 ласть-затвор 3, являющаяся нижней обкладкой конденсатора, на поверхности которой создан тонкий окисел 4, На поверхности пластины сформированы металлические области-электроды 5, 5 один из которых электрод 6 имеет омический контакт с высоколегированной областью-затвором 3. Металлические области-электроды 5, расположенные над тон>;им окислом, разделены на три секции, соединенные между собой перемычками 7, выполненными из сплава кремния и тяжелых металлов, На фиг 2 представлена эквивалент- 15 ная электрическая схема регулируемого конденсатора с трехсекционным верхним электродом, где Я, 9 и 10 — емкости С между секциями вер>:него электрода 5 и нижним затвором 3, 11 и

20 ! 2 — сопротивления нижнего затвора между секциями, В области низких и средних частот суммарная емкость между электродами 5 и 6 будет равна С

Съ+ С Cià(I)

Ня <1>иг. 3 представлгня эквивалентная электрическая схема регулируемого конденсатора с pe>ccetcitv<>»it»II4 верхним электродом после <грсжпгяния лазерным лучом из I!e1><.мычек, соедш<»ю- 30 щих секции верхнего элек ðîäà. В этом случае емкость между электродами 5 и

6 будет равна сумме емкостей секций верхнего электрода сс>хранивших электрический контакт с 3J(E. Icòt><>.<<>tt 5„, 3S

На фиг,5 представлена электрическая схема регулируемого 1<он<<гпсат<>ра с двухсекционным нижним з <.;cтр<>дом, где показана емкость 13 между ме<аллическими областями — электродами 5 С0 и б, емкость 14 — емкость р-и- <ерехода между областью-затвором 3 и полупроводниковым основ,<нием 1. Емкости

14 в исходном состоянии закорочг>ibt перемычками 7 и поэтому емкость мгж- 45 ду электродами 5 и 6 будет равна

Сс<)+ С(2), 1Ь 14

На фиг.б представле«я эквивалентная электрическая схема регулируемого конденсатора с двухсекционным ниж- 50 ним электродом после разрушенной перемычки лазерным лучом„ Емкость между электродами 5 и 6 определяется по формуле: (<) с2) (з)

С<4 С<а С1з

С =С +

5-6 <Э 1 ) 1<) <л)

С 14 С <з +С <4 С1з б

Практически С (2-5)С<4 и выражение (II) можно считать по формуле

С (1,2-1,5) С 13 > т,е. уменьшение емкости произошло, йо более медленно, чем когда многосекционным является верхний электрод и емкость имеет нелинейный характер, П р и и е р. В составе операционного усилителя были введены две регулируемых МДП емкости площадью С и г

95040 мкм и С 2 = 55904 мкм В по лупроводниковой подложке п-.òèïà с удельным сопротивлением 5 0 Ом/см сформирован нижний затвор, диффуэией примеси фосфора, параметры полученного слоя: глубина залегания К)=2,0 мкм

> поверхностное сопротивление Кз=6,0—

8,0 м/кВ, над нижним электродом сформирован тонкий диэлектрический слой из двуокиси кремния толщиной d=10003 на поверхности которого расположен верх)<ий электрод, выполненный из тер мически напыленного А1 толщиной

1200 А.

Верхний электрод каждого конденсатора выполнен из трех секций, соединенных между собой пгремьп1ками иэ спчявя кремни», хрома и никеля

"кермгт" РС вЂ 54 толщиной !80А и шир><ной1 50 мкм, Соотношения площадей

;,<<я первого конденсатора 1: 2: 4, для второго 1:2:3. При смещении — 5В веJ«! It»û емкостей со<>тветственно со< т;113>1»ют (4: 8: 16) пФ и (3: 6: 9) пФ.

Операция !1одг онк11 11яч>1нялас ь с пгргжигалия перемычек, соединяющих секцию с минимальной FIJI<>I!IFдью и оста 11 иым массивом. Емкость двухсекционного конденсатора была соствественно

pGI3tta 24 + 20 пФ, и 15+1,5 пФ. Второй ->тая поцг<>Itic>3 заключался в отсоедпнгн><и вторых с lcitHI1> емкости конден< яторов c<><>T»гтстве)<но составили 16

2, <.) пФ и 9+5 пФ.

1 азря<» танняя конструкция позволиля получать любой номинал емкости иэ

Сл >ду><>щих рядов 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28 и 3,<>,9,12,15,18, Ис:lit !watt>I» регулируемого конденсатора в составе ОУ показали его высокую ><аде>1»1ост>.. !10 выдержали испытани» в течение 10<30 ч . епрерывной рао<> Tы при по»bti! ått«<>й температуре окруо, жаю<<<гй с.редь: 85 С и наихудшем сочетании питающих напряжений, Интегральный регулируемый конденсатор может быть использован в быстродействующих интегральных схемах, 1 106366

1106366

Корректор М. Кучерявая

Техред Л.Олийнык

Редактор С.Титова

Заказ 3085 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101