Канальный транзистор с изолированными затворами

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

МПК Н Oll 1/00

Заявлено 22.111.1967 (№ 1142274/26-25)

Приоритет 30.111.1966. № 20489/66, Япония

Комитет по делам изобретеиий и открытий

llpH Совете Министров

СССР

УДК 621.382.322(088.8) Опубликовано 06 1.1971. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 4.III.1971

Автор изобретения

Иностранец

Томисабуро Окумура (Япония) Иностранная. фирма

«Мацушита Электроникс Корпорейшн» (Япония) Заявитель

A ° „ КЛИО ЕКА

КАНАЛЪНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМИ

ЗАТВОРАМИ

Изобретение относится к канальным транзисторам, имеющим несколько изолированных затворов.

Известны канальные транзисторы с двумя изолированными затворами, имеющие конструкцшо металл — окисел полупроводника— полупроводник.

Предлагаемый канальный транзистор с изолированными затворами отличается тем, что на поверхности изолятора между двумя смежными затворами над островной зоной созданы проводящие электроды, электрически соединенные с электродом истока.

На фиг. 1 изображен предлагаемый канальный транзистор (в поперечном разрезе) с двумя изолированными затворами и экранирующим электродом; на фиг. 2 — схема соединения электродов транзистора; на фиг. 3 — расположение электродов в канальном транзисторе с изолированным затвором и экранирующим электродом, вид сверху; на фиг. 4— расположение электродов в транзисторе, в котором электроды истока и экранирующий соединены между собой на базе полупроводника.

Предлагаемый транзистор содержит электрод ввода тока — исток 1, на который нанесена металлическая пленка — электрод 2 истока, островную зону 8, образованную на базе полупроводника в средней части между истоком и стоком: электрод вывода тока— сток 4, на который также нанесена металлическая пленка — электрод 5 стока; первый затвор б, расположенный ближе к истоку; экраннрующий электрод 7; второй затвор 8; основной полупроводник 9; изолирующий слой 10, толщина которого зонально меняется.

Экранирующий электрод 7 создан на изолирующем слое 10 между затворами, изолиро10 ванно от них. Он представляет собой металлическую пленку, как и затворы.

Каждый затвор (см. фиг. 1) полностью закрывает ту часть базы полупроводника 9, которая находится между истоком (стоком) и

15 островной зоной, при этом слой окисла расположен между затворами и базой полупроводника.

В транзисторе типа M0S, в котором кремний использован в качестве полупроводника, 20 окись кремния — в качестве изоляционного слоя и алюминий — в качестве затвора канала, проводящие участки, образованные на поверхности полупровод:шка между истоком, островной зоной и стоком, уменьшены, благо25 даря чему улучшаются крутизна характеристики транзистора и тепловая стабильность.

Если используется транзистор такой же конструкции, как изображенный на фиг. 1, но без экранирующего электрода 7 с затво3О ром 8, заземленным на переменный ток, то

292327

1емкостное сопротивление между первым затвором 6 и стоком 4, т. е. емкостное сопротивление обратной связи, резко уменьшается.

Если в транзиторе, имеющем более двух затворов, на первый и второй затворы поступают отдельные сигналы, то второй загвор нельзя заземлять, поскольку возникают осложнения из-за статической емкости между затворами.

В описываемом транзисторе для понижения емкостной связи между псрвым и вторым затворами установлен экранирующий электрод

7, заземленный или соединенный с истоком 1.

Изображенный на фиг. 3 транзистор типа

MOS содержит экранирующий электрод 7, два изолированных затвора 6 и 8, электрод 2 истока и электрод 5 стока. В том случае если исток размещают в центре, а сток — по окружности (на периферии), периметр истока меньше периметра островной зоны. В транзисторах типа MOS с каналами типа и и р более мощный поток проходит при том же напряжении через транзистор, составленный из островной зоны, второго затвора и стока, чем через транзистор, составленный из истока, первого затвора и островной зоны, при этом первый из них имеет более высокие эксплуатационные показатели.

На фиг. 4 представлен транзистор (вид сверху), в котором исток 1 и экранирующий электрод 7 соединены с металлическим слоем, нанесенным на поверхность транзистора. Исток 1 и экранирующий электрод 7 соединены заранее в транзисторе. Квадратные части электродов являются точками, к которым подключены провода. Кроме того, использован кремниевый слой типа р с сопротивлением

2 ом см, а электроды расположены так, как показано на фиг. 3. В результате получен транзистор с двумя изолированными затворами и одним экранирующим электродом, при этом экранирующий электрод не подключен к истоку. Эффективный параметр истока 0,8 л л, расстояние между истоком и островной зоной

8 мк, расстояние между островной зоной и

5 стоком 8 мк, ширина островной зоны 50 мк, Первый и второй затворы перекрывают островную зону на 2 л к с помощью изолирующего слоя окисла, расположенного между ними.

10 В транзисторе из-за низкого сопротивления островной зоны потребление напряжения между истоком и стоком равно нулю.

Расстояние между первым затвором и экранирующим электродом и расстояние между

15 экранирующим электродом и вторым затвоо ром -10 мк. Слой окисла толщиной 2000 А создают путем термического окисления кремния. Таким образом, расстояние между затворами и экранирующим электродом значительно больше, чем толщина слоя окисла. В предлагаемом транзисторе вместо кремния в качестве полупроводника можно использовать германий, арсенид галлия, сульфид кадмия и т. д., а в качестве изолирующего слоя— окись кремния, истрид кремния, фтористый магний и т. д.

Предмет изобретения

Канальный транзистор с изолированными затворами, расположенными между стоком и истоком и изолированными один от другого промежутками, проходящими вдоль затворов

35 поперек проводящего канала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения емкостного сопротивления между затворами, на поверхности изолятора между двумя смежными затворами над островной зоной созданы прово40 дящие электроды, электрически соединенные с электродом истока.

Фиг. Ф

Составитель О. Б. Федокина

Редактор Т. 3. Орловская Техред Л. В. Куклина Корректор Л. Б. Бадылама

Изд. № 201 Заказ 367/5 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2