DE1967141A1 - Integrierte halbleiter-ladungsuebertragungsvorrichtung - Google Patents
Integrierte halbleiter-ladungsuebertragungsvorrichtungInfo
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Description
Integrierte Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung.
Unter einer Ladungsübertragungsvorrichtung ist hier eine Schaltungsanordnung
zum Übertragen von Ladung von einer ersten Kapazität auf eine zweite Kapazität mittels elektronischer Schaltungselemente
zu verstehen.
Solche Ladungsübertragungsvorrichtungen werden häufig in Konden-
Solche Ladungsübertragungsvorrichtungen werden häufig in Konden-
fc satorspeichern benutzt, die sich z.B. in Anordnungen zur Laufzeitverzögerung
von z.B. Ton- oder Bildsignalen oder in einem binären Schieberegister verwenden lassen. Es ist dabei erforderlich,
daß die Energie einer ersten Kapazität möglichst verlust-
und verzerrungsfrei auf eine zweite Kapazität in der Speicheranordnung übertragen wird.
Bei einer bekannten Anordnung zur Ladungsübertragung (Electronics Letters, 3 (1967) 12, 544 - 546, insbesondere Fig. 3) dieser Art
hat man zwischen einer ersten und einer zweiten Kapazität einen Widerstand, die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors und
eine Diode in Serie geschaltet, wobei eine die Ladungsübertragung
steuernde Schaltungsquelle zwischen den von dem Widerstand und
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der Diode abgewandten Anschlußenden der ersten und der zweiten Kapazität vorgesehen ist. Die Basiselektrode des Transistors
ist mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß Übersprechen
zwischen aufeinanderfolgenden Signalaustastungen auftritt, was auf das Vorhandensein einer Streukapauität zwischen dem Kollektor
und der Basis des Transistors zurückzuführen ist. Dadurch gelangt während der Übertragung von Ladung von einer ersten Kapazität
auf eine zweite Kapazität ein Teil der zu übertragenden Ladung in Form einer Streuladung in die genannte Streukapazität und diese
Ladung bleibt während der Übertragung von der zweiten Kapazität auf eine dritte Kapazität in der Streukapazität zurück. Diese
Streuladung wird dann bei der darauffolgenden Übertragung von der ersten Kapazität auf die zweite Kapazität dieser zweiten Kapazitat
zusätzlich zugeführt. Dadurch werden auf die einzelnen Signalaustastungen Echos der vorhergehenden Signalaustastungen überlagert,
wobei sich die Echowirkung addiert.
In einer integrierten Ladungsübertragungsvorrichtung, wobei das Verhältnis zwischen der genannten Streukapazität und der Speicherkapazität
nicht klein gewählt werden kann, ist diese Echowirkung schon bei einer geringen Anzahl von hintereinander geschalteten
Speichereinheiten so groß, daß sie die Brauchbarkeit einer solchen Vorrichtung stark einschränkt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Ladungsübertragungsvorrich-
> tung ist darin zu sehen, daß Ladungsverlust dadurch auftritt, daß
der Kollektor-Emitter-Stromverstärkungsfaktor α der verwendeten
Transistoren etwas niedriger als 1 ist, wodurch der Ladestrom bzw. der Entladestrom einer ersten Kapazität größer ist als der Entladestrom
bzw. der Ladestrom einer zweiten Kapazität.
) Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung zu schaffen, die verbesserte
Betriebseigenschaften aufweist (d.h. insbesondere geringe Echowirkung und geringe Ladungsverluste) und die sich mit den
üblichen Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ein-
> fach als integrierte Schaltung herstellen läßt.
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19671ΑΓ
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Substrat, das ein oder mehrere Oberflächengebiete halbleitenden
Materials aufweist, vorhanden ist, die Halbleiterzonen einer Reihe von Feldeffekt-Transistoren in einer oder mehreren
der genannten Oberflächengebiete enthalten sind, der Drainelektrodenbereich eines Feldeffekt-Transistors der Reihe mit dem
Sourceelektroderibereich des folgenden Feldeffekt-Transistors
der Reihe verbunden und/oder mit ihm vereinigt ist, um Ladung von einer Ladungsspeicherkapazität, die durch die innere Kapazität
zwischen einer Torelektrode und der Drainelektrode eines
ersten
/der genannten Feldeffekt-Transistoren auf eine zweite Speicherfc kapazität übertragen wird, die durch die innere Kapazität zwischen
einer Torelektrode und der Drainelektrode eines zweiten der genannten Feldeffekt-Transistoren gebildet wird, wobei die
Torelektroden mit den elektrischen Eingängen verbunden sind, denen die Steuersignale für die Ladungsübertragung zuführbar
sind«
Dank der Verwendung der Innenkapazität zwischen Tor- und Drainelektrode
als Speicherkapazität wird eine Ladungsübertragungs-
vorrichtung mit sehr einfachem Aufbau erhalten, die ein gutes Betriebsverhalten mit einer geringen Oberfläche pro Speichereinheit
verbindet, da jede Speichereinheit durch lediglich einen Feldeffekt-Transistor gebildet wird.
fc Wichtig ist weiter, daß die Oberfläche pro Speichereinheit bei
einer Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung im allgemeinen
kleiner ist als bei vergleichbaren integrierten Speichern, in dem bipolare Transistoren verwendet werden, da bei Verwendung
von Feldeffekt-Transistoren diese in dem gleichen Oberflächengebiet untergebracht werden können, sich also die Verwendung von
Isolierzonen erübrigt. Außerdem kann die Verwendung von Feldeffekt-Transistoren
bei der Herstellung einer integrierten Ladungsübertragungsvorrichtung durch die in der Halbleitertechnik üblichen
Verfahren eine Verringerung der Anzahl der erforderlichen
Photomask!erungs- und Diffusionsbehandlungen im Vergleich zur
Verwendung bipolarer Transistoren mit sich bringen.
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Sowohl die kleinere Oberfläche pro Speichereinheit als auch die einfachere Herstellung erhöhen die Ausbeute.
Die Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung hat, da die Innenkapazität zwischen Tor- und Drainelektrode als Speicherkapazität
verwendet wird, den zusätzlichen Vorteil, daß die zwischen der Source- und der Torelektrode vorhandene Streukapazität
die gute Wirkung der Ladungsübertragungsvorrichtung nicht beeinträchtigt, da diese Streukapazität zusätzlich als Speicherkapazität
wirksam ist. Für die Streukapazitäten zwischen dem umgebenden Halbleiter-Oberflächengebiet und der Source- und der
Drainelektrode trifft das Gleiche zu. Der Bezugspegel der Streukapazität zwischen der Source- und der Torelektrode ist gleich
- VD Volt.
Die Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung läßt sich u.a. zur Laufzeitverzögerung von z.B. Ton- oder Bildsignalen verwenden.
Dabei ist eine lange Verzögerungszeit pro Speichereinheit und somit pro Feldeffekt-Transistor erwünscht. Bei Verwendung
einer Reihe von η Feldeffekt-Transistoren kann eine maximale Verzögerungszeit
pro Speichereinheit erreicht werden, wenn alle Torelektroden je für sich über eine Schaltspannungsquelle mit Erde
oder einem anderen Bezugspotential verbunden werden. Wenn die Schaltsignale derart gewählt werden, daß sie während des 1/n.
Teiles jeder Abtastperiode T einen Wert E Volt und während des übrigen Teiles der Periode einen Wert Null Volt haben und wenn
sie außerdem um 1/n. Teil der Periode T zeitlich in bezug aufeinander verschoben sind, so daß zunächst der n. Feldeffekt-Transistor
und darauf der (n-1)., (n-2). usw. Transistor leitend wird, wird
die Verzögerungszeit pro Speichereinheit maximal und gleich T see. sein.
In der Praxis ist es jedoch erwünscht, die Anzahl erforderlicher Schaltspannungsquellen auf Kosten einer gewissen Verringerung der
Verzögerungszeit pro Speichereinheit zu beschränken. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine Anzahl von Torelektroden von
Feldeffekt-Transistoren miteinander verbunden werden und eine bevorzugte Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung nach
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-5 -
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~Ί
der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Torelektroden von Feldeffekt-Transistoren der Reihe miteinander
verbunden sind, welche Anzahl nicht zwei aufeinanderfolgende Feldeffekt-Transistoren umfaßt.
Es zeigt sich, daß ein möglichst günstiges Kompromiß zwischen der Anzahl anzuwendender Schaltspannungsquellen und der Anzahl
erforderlicher Feldeffekt-Transistoren gewünscht ist. Es ist dabei wichtig, daß die Verzögerungszeit pro Speichereinheit weiterhin
von der Weise der Verbindungen der Torelektroden verschiedener Feldeffekt-Transistoren der Reihe abhängig ist.
Obgleich es bei der Verwendung als Schieberegister genügt, bei der Verbindung von Torelektroden verschiedener Feldeffekt-Transistoren
miteinander die Bedingung zu erfüllen, daß zwei aufeinanderfolgende
Feldeffekt-Transistoren nicht gleichzeitig leitend sein sollen, werden größere Speicher nach der Erfindung zum Erzielen
eines günstigen Kompromisses aus einer Reihe von Feldeffekt-Transistoren zusammengebaut, die mindestens zwei aufeinanderfolgende,
aneinander angrenzende Gruppen der gleichen Anzahl aufeinanderfolgender Feldeffekt-Transistoren enthält, wobei die Torelektroden
der verschiedenen Gruppen zugehörenden Feldeffekt-Transistoren, deren Ordnungszahl in der Gruppe dieselbe ist, miteinander
verbunden sind.
Dieser Aufbau ermöglicht, bei einer vorherbestimmten Anzahl anzuwendender
Schaltspannungsquellen eine möglichst lange Verzögerungszeit pro Speichereinheit zu erzielen. Die Anzahl von Feldeffekt-Transistoren
pro Gruppe wird dabei durch die Anzahl der anzuwendenden Schaltspannungsquellen bestimmt.
Die Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung kann mit Vorteil so aufgebaut sein, daß die Source- und Drainelektroden
eines oder mehrerer Feldeffekt-Transistoren der Reihe Oberflächenzonen sind, zwischen denen sich eine an der an der Halbleiteroberfläche
mit den Oberflächenzonen angrenzende Kanalzone erstreckt, wobei auf der Halbleiteroberfläche eine Isolierschicht angebracht
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ist, auf der sich die Torelektrode befindet, die sich über der Kanalzone erstreckt.
Eine wichtige Ausführungsform der Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung enthält mindestens ein Feldeffekt-Transistor
mit isolierter Torelektrode, wobei die Drainelektrode gleichzeitig die Sourceelektrode des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors
der Reihe bildet, wodurch eine besonders gedrängte Bauart erhalten wird.
Eine weitere, wichtige Ausführungsform der Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Source- und Drainelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors
der Reihe Oberflächenzonen des einen Leitfähigkeitstyps sind, die durch eine Kanalzone des einen Leitfähigkeitstyps miteinander
verbunden sind, während die Torelektrode eine an der Kanalzone angrenzende Zone des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps
ist, welche Zone durch eine PN-Übergang von der Kanalzone getrennt ist.
Es wird einleuchten, daß die Frequenzen, bei denen die Ladungsübertragungsvorrichtung
verwendet werden kann, auch von der Größe der Speicherkapazitäten abhängig sind. Im allgemeinen, je niedriger
die angewandten Frequenzen sind, umso größer müssen die Speicherkapazitäten sein. Infolgedessen kann die erwähnte Innenkapazität
der üblichen Feldeffekt-Transistoren z.B. bei Verwendung niedriger Frequenzen zu gering sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung erstreckt sich die Torelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe nicht nur über der Kanalzone,
sondern auch über einem Teil der Drainelektrode. Auf diese Weise wird die Innenkapazität zwischen der Torelektrode und der
Drainelektrode effektiv vergrößert, wobei die pro Speichereinheit erforderliche Oberfläche möglichst wenig vergrößert wird.
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Die innere Speicherkapazität wird in einer Ausführungsform
der Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung auf eine
andere Weise vergrößert, bei der innerhalb der Drainelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe eine weitere
5 Oberflächenzone des dem der Drainelektrode entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps angebracht ist, welche weitere Oberflächenzone
mit einem Anschlußleiter versehen ist. Es wird die Kapazität eines in der Rückwärtsrichtung vorgespannten PN-Überganges
benutzt, welche Kapazität in diesem Falle eine verhältnismäßig geringe zusätzliche Oberfläche erfordert. Die weitere
Oberflächenzone kann durch den erwähnten Anschlußleiter direkt mit der Torelektrode des Feldeffekt-Transistors verbunden sein.
Etwaige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Halbleiter-
Ladungsübertragungsvorrichtung, wie sie in der deutschen Patentanmeldung
P 19 20 077.2 der Anmelderin beschrieben ist,
Fig. 2 den Verlauf der Spannung der Schaltspan-
nungsquelle in Fig. 1,
Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer Ladungsüber-
tragungsvorrichtung, die sich z.B. zum Verzögern elektrischer Signale eignet,
wie sie in der deutschen Patentanmeldung
P 19 20 077.2 der Anmelderin beschrieben ist,
Fig. 4 ' den Spannungsverlauf an verschiedenen Punkten der Ladungsübertragungsvorrichtung
nach Fig. 3ι
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Fig. 5 schematisch eine Draufsicht auf einen
Teil einer Ausführungsform einer integrierten Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung und
Fig. 6 . schematisch einen Querschnitt längs
der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 schematisch einen Querschnitt durch eine
andere Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 8 schematisch eine Draufsicht auf einen
Teil einer weiteren Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung, und
Fig. 9 schematisch einen Querschnitt längs
der Linie IX-IX in Fig. 8,
Fig. 10 schematisch eine Draufsicht auf einen
Teil einer weiteren Ausführungsform einer
Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung und
schematisch einen Querschnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10,
schematisch eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung und
schematisch einen Querschnitt durch die Ladungsübertragungsvorrichtung nach Fig. 12
längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12.
■7Q9844/0003
— 9 ~
| 20 | Fig. | 11 |
| Fig. | 12 | |
| 25 | Fig. | 13 |
In Fig. 1 bezeichnet T einen Feldeffekt-Transistor mit einer
ggf. isolierten Torelektrode, C-1 eine erste Kapazität und
C eine zweite Kapazität. S bezeichnet eine Schaltspannungsquelle,
die z.B. eine Spannung liefert, deren Wellenform in Fig. 2 dargestellt ist. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß
die Spannung zwischen der Torelektrode G und einem Bezugspotential z.B. Erde während der Zeit T1 gleich E Volt und während
der Zeit T2 gleich Null Volt ist. Die Kapazität Cn in Fig. 1
liegt zwischen der Sourceelektrode D und der Torelektrode G des Feldeffekt-Transistors Tn, während die Kapazität Cn-1 einerseits
mit der Sourceelektrode S und andererseits über die Schaltspannungsquelle SQ mit der Torelektrode des Feldeffekt-Transistors
T verbunden ist. Während der Zeit T1 ist die Spannung zwischen
der Torelektrode und einem Bezugspotential gleich E Volt. Der Transistor ist während der Zeit T1 leitend, wenn die Spannung
über der Kapazität niedriger ist als (E-V0) Volt, wobei V0 die
Schwellenspannung des Feldeffekt-Transistors Tn darstellt. Der
Transistor wird von einem Strom durchflossen, der die Spannung über der Kapazität C1 erhöht und die Spannung über der Kapazitat
C verringert. Sind beide Kapazitäten gleich groß, so nimmt die Spannung über der Kapazität Cn-1 in der gleichen Zeit in
gleichem Maße zu wie die Spannung über der Kapazität Cn abnimmt.
Bei einer vorgegebenen Spannung E der Schaltspannungsquelle SQ
ist die Endspannung über der Kapazität Cn-1 gleich (E-V0) Volt,
da beim Erreichen dieser Spannung der Feldeffekt-Transistor Tn
in den Sperrzustand gelangt. Die Endspannung über der Kapazität Cn ist infolgedessen gleich (Vn-AV) Volt, wobei AV gleich der
Spannungszunahme über der Kapazität Cn-1 und Vn gleich der Spannung
über der Kapazität Cn am Anfang der Ladungsübertragung zwisehen
den beiden Kapazitäten ist. Wählt man die Spannung (E-V0)
Volt als Bezugspegel für die Information -AV, die in der Kapazität
C-1 vorhanden war, so zeigt sich, daß die Information -ι
auf die Kapazität Cn übergegangen ist, während gleichzeitig
die Kapazität C-1 bis zum Bezugspegel aufgeladen
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und somit wieder in einem Zustand ist, in dem sie neue Information
von einem vorhergehenden Speicherelement empfangen kann.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsreihe von η Einheiten mit je einem
Feldeffekt-Transistor, wobei zwischen der Drainelektrode und der Torelektrode eine Kapazität vorgesehen ist. Die Drainelektrode
jedes Feldeffekt-Transistors ist galvanisch mit der Sourceelektrode
des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors verbunden. Die Drainelektrode des N-Feldeffekt-Transistors ist über eine Diode
Dn mit der Schaltspannungsquelle SQ verbunden. Das Ausgangssignal
der Schaltungsreihe kann jeder Drainelektrode der Feldeffekt-Transistoren entnommen werden. Die Sourceelektrode des Feldeffekt-Transistors
TQ ist über die Reihenschaltung des Widerstandes RQ
und der Quelle des Eingangssignals V^ mit einem Bezugspotential
z.B. Erde verbunden. Die Torelektrode der gradzahligen Feldeffekt-Transistoren sind über die Schaltspannungsquelle S mit einem
Punkt des Bezugspotentials verbunden, während die Torelektroden der ungradzahligen Feldeffekt-Transistoren direkt mit einem Bezugspotential
verbunden sind.
Für ein besseres Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung nach
Ό Fig. 3 sind in Fig. 4 die wichtigsten Spannungsänderungen während
der Ladungsübertragung als Funktion der Zeit aufgetragen. Die graphische Darstellung 4a zeigt den Verlauf der Spannung der
Schaltspannungsquelle SQ als Funktion der Zeit. Diese ist eine
symmetrische Rechteckspannung mit einem Maximum von +E Volt und
\5 einem Minimum von -E Volt, während ihre Periodizität gleich T see.
ist. Diese Periodizität muß mindestens um einen Faktor 2 kleiner sein als die Periodizität der maximal auftretenden Signalfrequenz
der Eingangsspannung V., die in Fig. 4b dargestellt ist. Während der Zeitintervalle το, τ2» τ ^ und Tg hat der Punkt BQ in Fig. 3f
der Verbindungspunkt der Torelektroden der gradzahligen Feldeffekt-Transistoren,
ein Potential von -E Volt in bezug auf den Punkt B^,
den Verbindungspunkt der ungradzahligen Feldeffekt-Transistoren, der außerdem mit einem Bezugspotential verbunden ist. Der Transistor
TQ wird während der erwähnten Zeitintervalle nicht leitend,
wenn die Eingangsspannung V1
> - (E- νβ) ist, während außerdem
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die gradzahligen Transistoren T2, T^, usw. nicht leitend sind,
da die Spannungen über den ungr adz ahligen Kapazitäten C*, C,
usw. niemals größer als (E - V0) Volt werden können, was für die
Kapazität C-. ah Hand der Fig. 1 beschrieben ist. Die ungradzahligen
Transistoren T>., T, ... werden während der gleichen
Zeitintervalle leitend sein, wenn die Spannung über den gradzahligen Kapazitäten C , Cp usw. kleiner als E Volt ist. Die
gradzahligen Kapazitäten laden sich auf, bis die Spannung über diesen Kapazitäten gleich E - Vß Volt geworden ist, während die
Spannung über jeder ungradzahligen Kapazität um denselben Wert abnehmen wird, um den die Spannung über der vorhergehenden, grad-
fe zahligen Kapazität zunimmt. Es wird dabei vorausgesetzt, daß alle
Kapazitäten gleich groß sind.
Während der Zeit, in der der Punkt BQ eine Spannung von +E Volt
in bezug auf den Punkt B^ hat, der außerdem mit einem Bezugspotential
verbunden sit, wird die Information betreffend die Größe des Eingangssignals V^ auf die Kapazität CQ übertragen, also nach
Fig. 4a während der Zeitintervalle τ,., τ,, Tr und Ty. Die Größe
des Eingangssignals während dieser Zeitintervalle ist etwa gleich -E, 0, +E bzw. 0 Volt. Während dieser Zeitintervalle wird der Tran-•
sistor T von einem Strom durchflossen, der gleich (E - V^ - V^)/
(RQ + r)Amp. ist und der die vorhandene Spannung von (E- V^) Volt
über der Kapazität C abnehmen läßt. Die während dieser Zeitinterfc
valle den Transistor TQ durchfließenden Ströme sind in Fig. 4c
dargestellt und das Verhalten der Spannung über der Kapazität CQ
in Fig. 4d. Diese Figur zeigt auch, daß die Spannungsabnahmen über der Kapazität CQ während der Zeitintervalle T^, T^, Tr und τ~ linear
mit der Zeit verlaufen, was nur zutrifft, wenn der Widerstand !R viele Male größer ist als der Kehrwert r der Steilheit des FeIdeffekt-Transistors
T . Die größte Spannungsabnahme tritt während des Zeitintervalles T^ auf, d.h. (AV = E - Vß), während die Spannungsabnahme
während des Intervalles Tc gleich Null Volt ist. Infolgedessen
liegt lediglich für die Eingangs signale in dem Intervall -(E- V0) ^ V1 ^ +(E - Vjj) Volt eine lineare Beziehung zwisehen
der Spannungsabnähme AV über der Kapazität CQ und dem erwähnten
Eingangssignal vor. Der Widerstand RQ muß dabei richtig
'709844/0Q03 - 12 -
gewählt werden, z.B. muß bei einem Eingangssignal von Null Volt
die Spannung über der Kapazität C0- während der Zeit, in der der
Punkt BQ ein Potential von +E Volt in bezug auf Erde aufweist,
gerade gleich 1/2(E - V0) Volt werden. Der Ladestrom i m =
(E- VD)/RQ, der dazu notwendig ist, wird durch die Größe der
Kapazität CQ und die Zeitdauer τ jeder Periode T bestimmt, wenn
das Potential des Punktes B gleich +E Volt ist. Der erwähnte
Ladestrom ist gleich CQ (E - Vd)/2t, während 1/2(E - VD) die
Spannungsabnahme über der Kapazität CQ bei einem Eingangssignal
von Null Volt ist. Es folgt daraus, daß für eine richtige Einstellung des Ladestroms bei mittlerer Größe des Eingangssignals
gelten muß: τ = (1/2)CQ.RO. Günstige Werte für den mittleren Ladestrom
mit Rücksicht auf ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis und " auf die erforderliche Schaltleistung liegen zwischen 1 μΑ und 1 mA.
zwischen den Drainelektroden und den Torelektroden der Feldeffekt-Transistoren zu den Kapazitäten C bis C parallel liegen, führt
das Vorhandensein dieser Streukapazität nicht mehr zu Echowirkungen, weil diese Streukapazitäten nunmehr gleichzeitig als Speicher-
kapazitäten wirksam sind. Außerdem wird durch die Verwendung von Feldeffekt-Transistoren als Schaltungsmittel sichergestellt, daß
der Lade- bzw. Entlade strom einer ersten Kapazität nahezu nicht von dem Entlade- bzw. Ladestrom einer zweiten Kapazität der Schaltung nach Fig. 3 verschieden ist. Zudem liefert die Verwendung
von Feldeffekt-Transistoren statt von Bipolartransistoren den zusätzlichen Vorteil, daß das elektrische Eingangssignal V^ eine
größere Amplitude aufweisen darf, da die Durchbruchspannung zwischen Sourceelektrode und Torelektrode oder dem Substrat viele Male
höher ist als die entsprechende Durchbruchspannung zwischen der
Die Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung nach den Fig. 5 und
6 enthält ein Substrat 50 z.B. aus Isoliermaterial, das mit einem oder mehreren Oberflächengebieten aus Halbleitermaterial versehen
ist oder das, wie in der vorliegenden Ausführungsform selber aus Halbleitermaterial bestehen kann. Nach der Erfindung sind in einem
709844/&003
-13 -
19&7U1
Oberflächengebiet des Substrats 50 Halbleiterzonen 51 einer Reihe von Feldeffekt-Transistoren vorgesehen, wobei eine Drainelektrode
eines.Feldeffekt-Transistors der Reihe zur Ladungsübertragung mit der Sourceelektrode des nächstfolgenden FeIdeffekt-Transistors
der Reihe verbunden ist, da jede der dargestellten Zonen 51 sowohl die Drainelektrode eines Feldeffekt-Transistors
als auch die Sourceelektrode des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors bildet. Die Torelektroden 52 sind mit
einer der Metallbahnen 53 und 54 verbunden und gehören dadurch dem (den) elektrischen Eingang (Eingängen) für die Steuersignale
zu, die durch diese Metallbahnen zugeführt werden können.
f Die Ladungsübertragungsvorrichtung hat eine gedrängte, einfache
Struktur, wobei die pro Speichereinheit erforderliche Oberfläche klein ist, da jede Speichereinheit durch nur einen Feldeffekt-Transistor
gebildet wird.
Durch jede der Leitbahnen 53 und 54 sind die Torelektroden 52 einer Anzahl von Feldeffekt-Transistoren derart miteinander verbunden,
daß eine solche Anzahl von Feldeffekt-Transistoren nicht zwei aufeinanderfolgende Feldeffekt-Transistoren enthält. Dabei
kann ein gleiches Steuersignal gleichzeitig den Torelektroden verschiedener Feldeffekt-Transistren zugeführt werden, so daß eine
beschränkte Anzahl von Schaltspannungsquelleri genügen kann.
' In der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Torelektroden
52 aufeinanderfolgender Feldeffekt-Transistoren abwechselnd mit
der Leitbahn 53 und der Leitbahn 54 verbunden. Infolgedessen weist die Reihe von Feldeffekt-Transistoren aufeinanderfolgende, aneinander
angrenzende Gruppen gleicher Anzahlen von zwei aufeinanderfolgenden Feldeffekt-Transistoren auf, wobei die Torelektroden der,
verschiedenen Gruppen zugehörenden, aber in der Gruppe dieselbe Ordnungszahl aufweisenden Transistoren miteinander verbunden sind.
Diese Weise der Durchverbindung ergibt ein günstiges Kompromiß
zwischen der Anzahl anzuwendender Schaltspannungsquellen einer-,
seits und der Verzögerungszeit pro Speichereinheit andererseits.
•70984A/0003 - 14 -
χ-
1967U1
Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß die Verzögerungszeit pro Speichereinheit gerade proportional zu der Anzahl von Feldeffekt-Transistoren
pro Gruppe ist, die gleichzeitig Information besitzen.
Die zweite oder Speicherkapazität wird durch die Kapazität zwischen
der Torelektrode 52 und der Oberflächenzone 51 gebildet, die durch die Isolierschicht 55 voneinander getrennt sind, welche
die Halbleiteroberfläche bedeckt. Weiterhin befindet sich die Torelektrode 52 über der an die Halbleiteroberfläche angrenzenden
Kanalzone 56, die zwischen den Oberflächenzonen 51 liegts welche
die Source- und Drainelektroden der Feldeffekt-Transistoren bilden.
Die Kapazität zwischen der Torelektrode 52 und der Oberflächenzone
51 ist die Innenkapazität zwischen Torelektrode und Drainelektrode des Feldeffekt-Transistors. Diese Innenkapazität ist
in diesem Falle dadurch vergrößert, daß die Torelektrode 52 sich nicht nur über der Kanalzone 56, sondern auch über einem Teil der
Drainelektorde 51 erstreckt.
Es sei bemerkt, daß bei Feldeffekt-Transistoren mit isolierter Torelektrode des gleichen Typs wie die vorerwähnten Feldeffekt-Transistoren,
die Torelektrode gewöhnlich die Kanalzone überlappt, so daß die Torelektrode sich sowohl etwas über der Drainelektrode
als auch über der Sourceelektrode erstreckt. Bei dem beschriebenen Feldeffekt-Transistor mit erhöhter Innenkapazität liegt die
Torelektrode jedoch nicht symmetrisch zu der Kanalzone, so daß von der einen Elektrode ein größerer, vorzugsweise ein erheblich
größerer Teil von der Torelektrode bedeckt wird als von der anderen Elektrode.
Die Ladungsübertragungsvorrichtung nach den Fig. 5 und 6 kann vollständig durch ein in der Halbleitertechnik übliches Verfahren
hergestellt werden. Das Substrat 50 besteht z.B. aus N-leitendem Silizium. Durch übliche Photomaskierungs- und Diffusionstechniken
können dann die P-leitenden Zonen 51 angebracht werden z.B. mit
709844/0003
J*.
vif
Abmessungen von 40 χ 40 μπι. Die Breite der Kanalzone 56 beträgt
z.B. 6 μΐη. Die PN-Übergänge zwischen den Zonen 51 und
dem Substrat 50 erstrecken sich z.B. über eine Tiefe von etwa 2 μΐη von der Halbleiteroberfläche. Die Isolierschicht 55 besteht
z.B. aus Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid und hat unter der Torelektrode 52 eine Dicke von z.B. 0,1 μπι. Unter den
Leitbahnen 53 und 54 ist die Isolierschicht 55 vorzugsweise dicker, z.B. 0,5 μπι, um unerwünschte Kanalbildung zu verhüten.
Zu diesem Zweck können auch Kanalunterbrecher, z.B. diffundierte Kanalunterbrecher verwendet werden. Die Torelektroden 52 haben
z.B. Abmessungen von 38 χ 38 μΐη, während die Leitbahnen 53 und
54 eine Breite von z.B. 10 μπι aufweisen. Sie bestehen z.B. aus
Al oder einem anderen, geeigneten Elektrodenmaterial wie Au und haben eine Dicke von z.B. 0,3 μι. Die Vorrichtung kann in üblieher
Weise in einer Hülle bekannter Art untergebracht werden.
Eine weitere Ausführungsform eines für eine Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung geeigneten Feldeffekt-Transistors mit erhöhter Innenkapazität zwischen Torelektrode und Drainelektrode
wird nachstehend an Hand von Fig. 7 beschrieben. Dieser Feldeffekt-Transistor enthält einen Halbleiterkörper 70, in dem
sich von der gleichen Oberfläche her zwei Oberflächenzonen 71 und 72 des gleichen Leitfähigkeitstyps erstrecken, zwischen welchen
Zonen 71 und 72 sich eine an diesen Oberflächenzonen und an der Halbleiteroberfläche angrenzende Kanalzone 73 befindet, über der
Kanalzone 73 erstreckt sich eine Elektrode 75, die durch eine Isolierschicht 74 davon getrennt ist. Nach der Erfindung umgibt mindestens
eine der Oberflächenzonen, in diesem Falle die Drainelektrode 72, in dem Halbleiterkörper 70 eine weitere Oberflächenzone
76, die des dem der Oberflächenzonen 71 und 72 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps ist. Weiterhin ist die Oberflächenzone 76 mit
einem Anschlußleiter 77 versehen.
In dieser Ausführungsform wird die Kapazität des PN-Überganges zwischen den Zonen 72 und 76 benutzt. Es ist dabei erwünscht,
daß dieser PN-Übergang im Betriebszustand stets in der Sperrrichtung vorgespannt ist. Dies kann dadurch erzielt werden, daß
zwischen dem Anschlußleiter 77 VOd. der Torelektrode 75 eine ge-
70984A/0003
1967 HI
eignete Spannungsquelle vorgesehen sind. Häufig ist jedoch, z.B. bei Feldeffekt-transistoren mit einer niedrigen Schwellenspannung,
die Spannung zwischen der Torelektrode und der Drainelektrode derart, daß der betreffende PN-Übergang in der
Rückwärtsrichtung vorgespannt ist, auch wenn die Torelektrode 75 und der Anschlußleiter 77 direkt miteinander verbunden sind
(wie in Fig. 7 dargestellt ist).
In der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin die Sourceelektrode
71 mit einem Anschlußleiter 78 und die Drainelektrode 72 mit einem Anschlußleiter 79 versehen. Auch dieser Feldeffekt-Transistor
kann vollständig durch ein in der Halbleitertechnik übliches Verfahren hergestellt werden.
Es wird einleuchten, daß mit einer Anzahl von Feldeffekt-Transistoren
nach Fig. 7 in der an Hand der Fig. 5 beschriebenen Weise eine Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung aufgebaut
werden kann. Es können dabei aufeinanderfolgende Feldeffekt-Transistoren der Reihe über Leiterbahnen 78, 79 miteinander
verbunden werden; auch kann die Drainelektrode 72 außerdem die Sourceelektrode 71 des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors
bilden.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5» 6 und 7 ist das Substrat
mit einem nicht dargestellten Anschlußleiter versehen, um im Betrieb die PN-Übergänge zwischen den Source- und Drainelektroden
und dem umgebenden Halbleitergebiet in Sperrichtung vorspannen zu können. Ein solcher Anschlußleiter kann z.B. auf der
Oberseite aber auch auf der Unterseite des Halbleiterkörpers oder des Substrats angebracht werden. Im letzteren Falle ist es vorteilhaft,
ein Substrat 70 mit niedrigem spezifischen Widerstand zu verwenden, auf dem eine epitaktische Schicht des gleichen Leitfähigkeitstyps
aber mit höherem spezifischem Widerstand angebracht ist (Fig. 7).
Eine andere Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung, von der in den Fig. 8 und 9 ein Teil darge-
709844/0009
- 17 -
stellt ist, enthält eine Reihe von Feldeffekt-Transistoren, wobei die Source- und Drainelektroden mindestens eines Feldeffekt-Transistors
durch Oberflächenzonen 81 und 82 des einen Leitfähigkeitstyps gebildet werden, die durch eine Kanalzone
93 des einen Leitfähigkeitstyps miteinander verbunden sind, während die Torelektrode 84, 86 eine an der Kanalzone 83 angrenzende
Zone des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps ist, welche Zone 84, 86 durch einen PN-Übergang 85, 87 von der Kanalzone
83 getrennt ist.
Die Torelektrode 84, 86 hat zwei Teile, von denen ein ersterer
eine Oberflächenzone 84 ist, die an der Halbleiteroberfläche 88, ψ an der auch die Source- und Drainelektroden 80 und 81 anliegen,
eine der beiden letztgenannten Elektroden 80 und 81, d.h. die Elektrode 80 umgibt. Dadurch kann in einfacher Weise erreicht
werden, daß die Kanalzone 83 auf der der Elektrode 81 zugewandten Seite breiter ist als auf der der Elektrode 80 zugewandten Seite.
Dies hat den Vorteil, daß die Innenkapazität zwischen der Zone 84 und der Elektrode 81 höher ist als die Innenkapazität zwischen
der Zone 84 und der Elektrode 80.
Vorzugsweise wird in der Ladungstibertragungsvorrichtung nach der Erfindung die Elektrode 80 als Sourceelektrode und die Elektrode
81 als Drainelektrode verwendet, in welchem Falle die höhere der beiden Innenkapazitäten als zweite oder Speicherkapazität wirk-
W sam ist. Diese Wahl der Source- und Drainelektroden hat weiterhin den Vorteil, daß im Betriebszustand die elektrische Feldstärke
in der von der Source- bis zur Drainelektrode breiter werdenden . Kanalzone 83 eine gleichmäßigen Wert aufweist, wodurch die gute
Wirkung des Feldeffekt-Transistors begünstigt wird.
Der zweite Teil 86 der Torelektrode 84, 86 umgibt in dem Halbleiteroberflächengebiet
das Gebiet des einen Leitfähigkeitstyps, das durch die Kanalzone 83 und die Source- und Drainelektroden 80 und
81 gebildet wird. Der zweite Teil 86 ist durch den PN-Übergang 87 von dem erwähnten Gebiet des einen Leitfähigkeitstyps getrennt.
109844/0003
ieffc
Im Gegensatz zu dem bei Feldeffekt-Transistoren üblichen Verfahren
wird in dieser Ausführungsform der Ladungsübertragungsvorrichtung nach der Erfindung der Teil 86 der Torelektrode
nicht als aktiver Teil des Feldeffekt-Transistors verwendet. ' Dadurch kann der Teil 86 ein Oberflächengebiet oder ein Substrat
bilden, in dem verschiedene Feldeffekt-Transistoren angebracht werden können, ohne daß v/eitere Vorkehrungen notwendig
• sind, um diese Feldeffekt-Transistoren gegeneinander zu isolie-"
. ren. Dabei wird die Zone 84, die mit einem Anschlußleiter 89 versehen ist, als aktive Torelektrode verwendet s der durch die
Lei'tbahnen 90 und 91 die Steuersignale zugeführt werden können. ■ .Das Substrat kann über einen nicht dargestellten Anschlußleiter
mit einem Bezugspotential verbunden werden. Das Substrat kann ■ auch nicht angeschlossen und somit schwebend gelassen werden,
d.h. nicht mit einem Punkt der Schaltung verbunden sein oder nur derart verbunden sein, daß das Potential des Substrats während
des Betriebes und trotz dieser Verbindung den gleichen Wert aufweist, den das Substrat auch ohne diese Verbindung haben würde.
Auf der Halbleiteroberfläche 88 befindet sich eine Isolierschicht 93» auf der Leitbahnen 89 bis 92 angebracht sind. Die Leitbahnen
92 verbinden dabei je eine Drainelektrode 81 eines Feldeffekt-Transistors
der Reihe mit der Source elektrode 80 des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors der Reihe.
Es sei bemerkt, daß die Torelektrode 84 auch eine schmale, ringförmige
oder andere geschlossene Geometrie aufweisen kann, wobei z.B. örtlich eine Verbreiterung vorgesehen ist, um die Torelektrode
mit einem Anschlußleiter versehen zu können. Auf diese Weise kann die Kanalzone 83 wenigstens örtlich eine sehr geringe Länge
aufweisen, wodurch der Widerstand zwischen der Source- und der Drainelektrode gering sein kann.
Eine v/eitere Ausführungsform einer Ladungsübertragungsvorrichtung
nach der Erfindung, von der in Fig. 10 und 11 ein Teil dargestellt ist, enthält auch Feldeffekt-Transistoren, bei denen die Source-
und Drainelektroden Oberflächenzonen 100 und 101 des einen Leitfähigkeitstyps
sind. Diese Zonen sind durch die Kanalzone 102 des -.. - 70 98 4 4/0003
1967U1
einen Leitfähigkeitstyps miteinander verbunden. Die Torelektrode wird durch eine an der Kanalzone 102 anliegende Zone 103
des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und durch eine mit der Zone 103 verbundene Oberflächenzone 104 gebildet, die auch des
entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Tatsache benutzt, daß die Torelektroden mehrerer
Feldeffekt-Transistoren miteinander verbunden sind. Solche miteinander verbundenen Feldeffekt-Transistoren lassen sich in der gleichen
Zone 103 anbringen. Die unterschiedlichen Zone 103 sind dabei in üblicher Weise dadurch gegeneinander isoliert, daß ein
Substrat 105 des einen Leitfähigkeitstyps verwendet wird, auf dem eine epitaktische Schicht 103 des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps
angebracht ist, wobei weiterhin Isolierzonen 106 des einen Leitfähigkeitstyps bis in das Substrat 105 diffundiert sind.
Die Zonen 103 sind wie Inseln von den Isolierzonen 106 umgeben.
Die Zonen 103 sind ferner mit einem nicht dargestellten Anschlußleiter
versehen, durch den Steuersignale den Torelektroden zugeführt werden können.
Zur Vereinigung des Reihenwiderstandes zwischen den Torelektroden unterschiedlicher Feldeffekt-Transistoren können die Zonen 103
mit einem niederohmigen Teil 107 versehen werden, der vorzugsweise
nicht an dem Substrat 105 angrenzt, da sonst die Kapazität zwischen den Zonen 103 und dem Substrat 105 durch das Vorhandensein des
f niederohmigen Teiles 107 zusätzlich vergrößert wird.
Die Halbleiteroberfläche ist mit einer Isolierschicht 108 versehen,
auf der ein Muster von Leiterbahnen 109 angebracht ist, die durch Fenster in der Isolierschicht mit den Source- und Drainelektroden
100 und 101 einen Kontakt herstellen. Mittels der Leiterbahnen 109 sind die Feldeffekt-Transistoren reihenmäßig angeordnet,
wobei jede der Leiterbahnen 109 die Drainelektrode 101 eines in einer Zone oder Insel 103 liegenden Feldeffekt-Transistors
mit der Source elektrode 100 eines in einer anderen Zone 103 liegenden Feldeffekt-Transistors verbindet.
-70984A/0ÖÖ3 " 2° "
Die an Hand der Fig. 10 und 11 beschriebenen Feldeffekt-Transistoren
haben einen symmetrischen Aufbau. Dies bedeutet, daß die Innenkapazität zwischen der Torelektrode und der Sourceelektrode
annähernd gleich der Innenkapazität zwischen der Torelektrode und der Drainelektrode oder sogar größer als diese
ist. Obgleich dies die gute Wirkung der Ladungsübertragungsvorrichtung
nicht oder nahezu nicht beeinträchtigt, werden vorzugsweise
Feldeffekt-Transistoren asymmetrischer Struktur verwendet, bei denen die Innenkapazität zwischen Torelektrode und Drainelektrode
die größere ist. Dies kann z.B. dadurch erzielt werden, daß die Feldeffekt-Transistoren der Ladungsübertragungsvorrichtung
nach den Fig. 10 und 11 durch Feldeffekt-Transitoren ersetzt
werden, von denen die Fig. 12 und 13 einen zeigen. In diesen Fig. 12 und 13 sind entsprechende Teile deutlichkeitshalber mit den
gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in den Fig. 10 und 11. Bei dieser Ausführungsform ist die Sourceelektrode 100 erheblich kleiner
als die Drainelektrode 101, während die Kanalzone 102 auf der der Drainelektrode 101 zugewandten Seite breiter ist als auf der
anderen, der Sourceelektrode zugewandten Seite.
Es wird einleuchten, daß die Erfindung sich nicht auf die dargestellten
Beispiele beschränkt. Es können z.B. sowohl Feldeffekt-Transistoren mit einer N-Kanalzone als auch mit einer P-Kanalzone
verwendet werden. Weiterhin sind sowohl Feldeffekt-Transistoren des Anreicherungstyps als auch des Verarmungstyps anwendbar.
Weiterhin kann bei Feldeffekt-Transistoren mit einer durch einen PN-Übergang von der Kanalzone getrennten Torelektrode die Kapazität
zwischen Torelektrode und Drainelektrode durch Verwendung zusätzlicher Oberflächenzonen vergrößert werden, die z.B. in einem
Oberflächenteil der Torelektrode oder ganz oder teilweise in der Drainelektrode liegen und mit der Drain- bzw. Torelektrode verbunden
sind.
Es lassen sich weiter andere Halbleitermaterialien wie Germanium
III V
oder A B -Verbindungen verwenden und auch andere geometrische Anordnungen sind möglich.
oder A B -Verbindungen verwenden und auch andere geometrische Anordnungen sind möglich.
909844/011-3 - 21 -
■Si»
196:7-Ut
Die Kanalzone läßt sich örtlich verjüngen durch die Anbringung weiterer Halbleiterzonen, so daß die Kanalzone durch die dem
PN-Übergang der Torelektrode zugehörenden Verarmungsschichten als erste an der Verjüngungsstelle gesperrt wird. Auf diese
Weise kann der Abschnürpunkt (pinch-off point) in Richtung von der Drainelektrode auf die Sourceelektrode verschoben werden,
wodurch die Kapazität zwischen der Torelektrode und der Sourceelektrode zugunsten der zwischen Torelektrode und Drainelektrode
verringert wird.
Patentansprüche:
709844/0003
Claims (14)
- Patentansprüche:Integrierte Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat, das ein oder mehrere Oberflächengebiete halbleitenden Materials aufweist, vorhanden ist, die Halbleiterzonen einer Reihe von Feldeffekt-Transistoren in einer oder mehreren der genannten Oberflächengebiete enthalten sind, der Drainelektrodenbereich eines Feldeffekt-Transistors der Reihe mit dem Sourceelektrodenbereich des folgenden Feldeffekt-Transistors der Reihe verbunden und/oder mit ihm vereinigt ist, um Ladung von einer Ladungsspeicherkapazität, die durch die innere Kapazität zwischen einer Torelektrode und der Drainelektrode eines der genannten Feldeffekt-Transistoren gebildet wird, auf eine zweite Speicherkapazität übertragen wird, die durch die innere Kapazität zwischen einer Torelektrode und der Drainelektrode eines zweiten der genannten Feldeffekt-Transistoren gebildet wird, wobei die Torelektroden mit den elektrischen Eingängen verbunden sind, denen die Steuersignale für die Ladungsübertragung zuführbar sind.
- 2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torelektroden einer Anzahl von Feldeffekt-Transistoren der Reihe miteinander verbunden sind, welche Anzahl von Feldeffekt-Transistoren nicht zwei aufeinanderfolgende Feldeffekt-Transistoren umfaßt.
- 3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von Feldeffekt-Transistoren mindestens zwei aufeinanderfolgende, aneinander angrenzende Gruppen mit der gleichen Anzahl von Feldeffekt-Transistoren enthält, wobei die Torelektroden der unterschiedlichen Gruppen zugehörenden Feldeffekt-Transistoren, die in der Gruppe die gleiche Ordnungszahl aufweisen, miteinander verbunden sind.
- 4. Halbleitervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Drainelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe außerdem die Sourceelektrode des nächstfolgenden Feldeffekt-Transistors der Reihe bildet.7098A4/0003 - 23 --i
- 5· Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Feldeffekt-Transistoren eine asymmetrische Struktur aufweisen, so daßZWisehendie Innenkapazität/der Torelektrode und der Drainelektrode größer ist als die Innenkapazität zwischen der Torelektrode und der Sourceelektrode.
- 6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Source- und Drainelektroden einer oder mehrerer Feldeffekt-Transistoren der Reihe Oberflächenzonen sind, zwischen denen sich eine Kanalzone erstreckt, die an der Halbleiteroberfläche anliegt, an der die Oberflächenzonen angrenzen, wobei auf der Halbleiteroberfläche eine Isolierschicht angebracht ist, auf der die Torelektrode liegt, die sich über der Kanalzone erstreckt.
- 7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe sich nicht nur über der Kanalzone, sondern auch über einem Teil der Drainelektrode zum Vergrößern der Innenkapazität zwischen der Torelektrode und der Drainelektrode erstreckt.
- 8. Halbleitervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Drainelektrode mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe eine weitere Oberflächenzone eines dem der Drainelektrode entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps angebracht ist, welche weitere Oberflächenzone mit einem Anschlußleiter versehen ist.
- 9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Oberflächenzone über den Anschlußleiter mit der Torelektrode des betreffenden Feldeffekt-Transistors verbunden ist.- 24 709844/0003
- 10. Halbleitervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Source- und Drainelektroden mindestens eines Feldeffekt-Transistors der Reihe Oberflächenzonen des einen Leitfähigkeitstyps sind, die durch eine Kanalzone des einen Leitfähigkeitstyps miteinander verbunden sind, während die Torelektrode eine an der Kanalzone anliegende Zone des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps ist, welche Zone durch einen PN-Übergang von der Kanalzone getrennt ist.
- 11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalzone des betreffenden Feldeffekt-Transistors auf einer, einer der beiden Elektroden des einen Leitfähigkeitstyps zugewandten Seite breiter ist als auf der anderen, der anderen dieser beiden Elektroden zugewandten Seite.
- 12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Torelektrode des betreffenden Feldeffekt-Transistors zwei Teile aufweist, von denen ein ersterer Teil eine Oberflächenzone ist, die an der Halbleiteroberfläche, an der auch die Source- und Drainelektroden anliegen, eine der beiden letztgenannten Elektroden umgibt.
- 13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet« daß der zweite Teil der Torelektrode in dem Halbleiteroberflächengebiet, in dem der Feldeffekt-Transistor angebracht ist, das Gebiet des einen Leitfähigkeitstyps, das durch die Kanalzone gebildet wird, und die Source- und Drainelektroden umgibt.
- 14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet , daß der erste Teil der Torelektrode mit einem Anschlußleiter versehen ist.7098U/Q003
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| DE1541954B2 (de) * | 1966-10-25 | 1974-01-10 | N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) | Kondensator-Überladungsvorrichtung |
-
1969
- 1969-04-21 DE DE19691967042 patent/DE1967042B2/de not_active Withdrawn
- 1969-04-21 DE DE19691967141 patent/DE1967141C3/de not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3289010A (en) * | 1963-11-21 | 1966-11-29 | Burroughs Corp | Shift register |
| FR1430601A (fr) * | 1964-05-08 | 1966-03-04 | Gen Micro Electronics Inc | Dispositif de mémoire |
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Non-Patent Citations (5)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1967141B2 (de) | 1979-06-07 |
| DE1967042A1 (de) | 1976-10-07 |
| DE1967141C3 (de) | 1982-06-03 |
| DE1967042B2 (de) | 1977-07-21 |
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