Способ получения полупроводниковых приборов с переменной емкостью

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОео СКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено16,05.74 (21) 2024562/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликована25.06.78,рюллетеиь %2З

Союз Соеетакии

СФциалкстммэсккх

Республик (51} М. Кл.

Н Ol 4 21/304

Государствеииый комитет

Совета тйиииотров СССР оо делам изобретеиий и открытий (53) УДК

62 1.382 (088.8 } (45) Дата опубликования описания 25.05.78

B. Г. Еременко, В. И. Никитенко, В. Г. Пронин и Е. Б. Якимов (72) Авторы изобретения

Институт. физики твердого тела AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

С ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТЬЮ

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может найти применение в технологии производства полупроводниковых приборов с .переменной емкостью.

Известны способы создания. полупроводни5 ковых приборов с переменной емкостью, основанные на использовании барьерной емкос» ти обратно-смещенного р-и-перехода. В нас тоящее время элементы приборов с высокой нелинейностью и большим перекрытием по емкости получают реализацией либо специального профиля легирования, либо сложной конфигурации границы р-и-перехода. Недостатком этих способов изготовления приборов является сложность технологических циклов.

Согласно известному способу р-и-переход получают путем пластической деформации пластины кремния сосредоточенной нагрузкой.

Деформирование сосредоточенной нагрузкой не позволяет значительно изменять размеры деформируемой области и начальную емкость перехода, а коэффициент перекрытия по емкости приборов, полученных этим способом, не превышает 10. И

2.

Целью изобретения является получение полупроводниковых приборов с высоким коэффициентом нелинейности иперекрытия по емкости, а также обеспечение варьирования на чальной .емкости элемента.

Сущность изобретения состоит в том, что проводят деформирование изгибом, вокруг направления 110>пластинки кремния -типа до получения Y -образной формы с углом при вершине 90 140о и присоединяют контакты: один - в месте соприкосновения пластинки с центральной опорой,, другой - в учась» ке, расположенном вне опоры.

На фттг. 1 показана схема деформирова» ния трехопорным изгибом, где 1-ножевидный сапфировый пуансон с углом при вершине 90140о, 2-матрица из жаропрочной стали на фиг..2 - схематически изображена граница р-п-перехода, на фиг. 3 - вольтемкостная характеристика элемента.

Предложенный способ получения элемента с переменной емкостью, состоит в следующем.

Образцы монокристаллического кремния Лч -типа в вице тонких прямоугольных пластинок, ориентированные широкой гранью параллельно плоскости <100>, перед деформирэванием эбраб . ть|вают B пэпируюшем растворе llI F:

:7IIM0 . 1<ристаллы деформируют трехопорным

3 э» изгибом при 800-870 С и нагрузке на пуансон 0,5-5 кг, согласно схеме на фиг. 1, дэ яэлучения V -образной форл ы с углэм при вершине 90-140э. При этом деформирование црэводят таким образом, чтэ эсь изгиба <110, перпендикулярна большему ребру образца, а угол изгиба пластинки определяется выбором формы матрицы ц пуансэйа. После этого кригалл псвгэрнэ обрабатывают вполнрующем растворе. Электрические контакты присоединяюг к деформированному материалу в место сэприкосцовения с центральной опорой и к участку, распэложецнол;у вне опор, методом гермокэмпpессии с образованием шарика либо точечной сварки, 13 качестве контактного маг:..пала прил.е|ц1ют золото с соогвегсгвуюши-д

t,!tt прил адкщ,щ»

Описанный способ позволяет получить р-п-переход, плошадь которого изменяется с напряже..ием. Природа этого изменения. сост< ит в следующем:, геометрия изгиба выбрана 25 такой, что дисли ациэнная структура, как поКазывает ацализ формулы, связывающей, касательные и нормальные (растягиваюшие и сжил1аюпп|е) напряжения - СОЯ, 81п ф, Где,. и я - касательные и нормальные нап- 30 ряжения,с ;)-угол между нормалью к плоскости скольжения и направлением внешней силы, формируется в результате скольжения только по двум пересекающимся плоскостям. Б этом слу 1ае границей,отделяющей деформирэванн) ю 35 область ог исходной, будет ребристая поверхность, конфигурация которой повторяет рельеф р-и-герехода. Тогда с увеличением обратного ипряженияО на переходе области объемOS/

10 ного заряда, связанные с выступами на поверхности р-п-перехода, все более сл ыкаются, и изменение (уменьшение) емкости происходит не толькэ из-за увеличения его ширины, но из-за уменьшения плошади (фиг.2).

Усилие зависимости емкости эт напряжения за счет изменяющейся плошади перехода дает возможность увеличить коэффициенты перекрытия и нелинейности. Начальной ел костью легко управлягь изменением лишь геометричеоких разл1еров деформнруемого образца. Кррме гогэ, способ позволяет одновремецнэ получить два элемента, связанных обшей р-областью. Для этого присоединяют третий контакт we опор по другую сторону ог центральной опоры, Предложенный способ получения прибора с переменной емкостью был опробован на кремнии 0 -типа с удельным сопротивлением >

100 ом. см. Образцы размером 10 4 0,5 см деформиру|ог при 850 С и нагрузке на пуано рэн 2 кг. Омические контакты к ft и р-мате риалу изготавливают методом термокомпенсации с образованием шарика из проволочки диаметром 50 мк соответственно из чистого и легированного сурьмой (0,04 %) золота.

Изменение вольт-емкостных характеристиф проводят с использованием мостовой схемы иа частоте 1000 Гц, при амплитуде сигнала

15 мВ иО ог О до 80 Б, На фиг. 3 покасв

Йана вольт емкостная характеристика элемеьga, полученного описанным способом, коэффи-..

1 иет перекрытия которого при изменении 0 эг 0 дэ 30 В равен 30, а средняя добротность 6..

Формула изобретения

Способ получения полупроводниковых приборов с переменной емкостью, включающий образование р-п-перехода пластической деформадией полупроводниковой пластины и присоеди». нение выводов, о тлич аюши йся тем, что, с целью получения высоких коэффи циентов нелинейности и перекрытия по емкосл.ти, пластину деформируют изгибом вокруг направления (110>до получения V -обрэаз+ ной формы с углом при вершине 90-140 .

510059

Рррр И7

Составитель В. Утехина

Редактор П. Горькова Техред М. Петко Корректор А. Лакида

Заказ 3294/3 Тираж 960 .. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4