КАНАЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМИ ЗАТВОРАМИ Советский патент 1971 года по МПК H01L29/76 

Известны канальные транзисторы с изолированными затворами, недостатком которых являются пробои окисного диэлектрика нод его затвором. Предлагаемый канальный транзистор с изолированными затворами образован на иолупроводниковой подложке одного типа проводимости. В подложке имеются области стока и истока с различной проводимостью и по крайней мере один затвор, размещенный между стоком и истоком и отделенный от подложки изолирующим слоем. Предлагаемый канальный транзистор отличается от известных тем, что на полупроводниковой подложке между истоком и стоком образована отдельная область с другим типом проводимости, образующая р-я-переход с подложкой в окрестности истока и соединенная с затвором внешним проводом. Ток между затвором и истоком течет через эту область перехода благодаря эффекту нробоя базы при напряжении более низком, чем напряжение пробоя изолирующего слоя затвора. Изобретение может быть использовано в любом канальном транзисторе с изолированными затворами, но наибольший эффект оно дает в транзисторе с двумя или более затворами. На чертеже изображен канальный транзистор с двумя изолированными затворами, вид сверху. Транзистор содержит исток 1, управляющий затвор 2, расположенный в непосредственной близости от истока 1 и регулирующий ноток носителей; экранный затвор 3, сток 4, ПОДЛОИчКу 5. В результате установки экранного затвора 3 электростатпческая емкость управляющим затвором 2 и стоком 4 уменьшится, что обеспечивает применение транзистора в высокочастотных диапазонах. Кроме того, подача сигналов на управляющий 2 и экранный 3 затворы существенно расширяет область нримеиения канального транзистора с изолированными затворами, так как при определенном подборе напряжения экранного затвора 5 сток будет насыщаться при любом напряжении управляющего затвора 2. Пробои диэлектрика управляющего затвора в полевом транзисторе с изолированными затворами предотвращаются посредством включения области из р-«-перехода между истоком / и управляющим затвором. Эта область образуется в полупроводннковой подложке, составляющей основу транзнтора, между подложкой и управляющим затвором. Область соединяется с управляющим затвором и через подложку 5 с истоком /. При подключении этой области в каиальном транзисторе ге-типа с изолированными затворами создается р-ппереход в направлении от истока к управляющему затвору. Аналогично создается р-ппереход в обратном направлении в канальном транзисторе /з-типа с нзолированнымн затворами. Область, образующая р-я-нереход с полупроводниковой подложкой, располагается в непосредственной близости от истока. Следовательно, когда разность потенциалов между истоком и управляющим затвором стаповится достаточно большой, непрерывно образуются области высокой электропроводности в той части подложки, которая размещена между р-л-переходом и истоком, в результате так называемого прокола базы, вызывающего болыной по величине ток через область перехода. Это означает, что транзистор с пробоем базы включен между управляющим затвором и истоком полевого транзистора с изолированными затворами. В канальном транзисторе п-типа с изолировапными затворами ток стока увеличивается, если управляющий затвор приобретает положительный потенциал, но это увеличение может быть ликвидировано потепциалом экранной сетки затвора 3. Пробой диэлектрика управляющего затвора, обусловленный увеличением напряжения, также предотвращается, так как между истоком / и унравляющим затвором через область перехода начинает течь ток еще до того, как напряжение достигает величины, необходимой для пробоя изолирующего слоя уиравляющего затвора, и если сопротивление включено последовательно с управляющим затвором, то будет наблюдаться падение напряжения. Таким образом, транзистор оказывается защищенным от какого бы то ни было разрупления. В канальном транзисторе р-тина с изолированными затворами ток стока увеличивается тогда, когда возрастает отрицательный потенциал управляющего затвора. Однако увелнчение тока стока может быть ликвидировано потенциалом экранной сетки затвора 3, а дальнейшее увеличение напряжения между унравляющим затвором 2 и истоком предотвращается благодаря току через р-л-переход. Такой переход легко может быть выполнен в той же полупроводниковой подложке, па которой создан транзистор. В канальном транзисторе л-типа с изолированными затворами нодложка р-тина, а исток и сток /г-типа. Таким образом, в соответствии с полярностью перехода, этот переход должен формироваться одновременно с истоком и стоком в одном технологическом цикле. В транзисторе р-тина, поскольку его подложка л-типа, исток, сток и р-л-переход также могут быть сформированы одновременно. В качестве полупроводниковых материалов могут быть использованы кремний, германий, арсенид галлия и т. д., а в качестве изолирующей пленки - двуокись кремния, моноокись кремния, фтористый магний, азотистый кремний и т. д. Изобретение может быть эффективно использовано для всех типов канальных транзисторов с изолированными затворами независимо от числа имеющихся в иих затворов. Пред мет изобретения Канальный транзистор с изолированными затворами, образованный на основе полупроводниковой подложки с одним типом проводимости, включающий в себя области истока и стока противоположных типов проводимости, размещенные па той же подложке, и по крайней мере один затвор, расположенный на той же самой нодложке и отделенный от нее изолирующим слоем, отличающийся тем, что, с целью предотвращения пробоя изолятора затвора при новышепии папряжения, на полупроводниковой подлол ке в непосредственной близости к области истока создана область, формирующая р-л-переход, соединенная с затвором внешним проводом.