DE2154654A1 - Verfahren zur erzeugung definierter strom- bzw. widerstandsverhaeltnisse in mis-feldeffekttransistorgruppen - Google Patents
Verfahren zur erzeugung definierter strom- bzw. widerstandsverhaeltnisse in mis-feldeffekttransistorgruppenInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELISCHAPT München 2, - 3.NOVt 1971
Berlin und München Witteisbacherplatz
71/1171
Verfahren zur Erzeugung definierter Strom- bzw. Widerstandsverhältnisse in MIS-FeIdeffekttransistorgruppen
__
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung von Schwankungen der Kanallänge und Kanalweite von Metall-Isolator-rFeldeffekttransistorgruppen
hinsichtlich der Widerstandsverhältnisse.
Es ist "bekannt, daß die Kanallänge und die Kanalweite den
Kanalstrom eines MIS-Feldeffekttransistors "bestimmen. Es
ist oft, wünschenswert, daß Feldeffekttransistoren mit 3tark
unterschiedlichen, aber definierten Stromverhnltnissen
hergestellt werden können. Dieses Problem entsteht insbesondere bei Treppenspannungsgeneratoren, bei welchen hohe
Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Treppen gestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist das Eliminieren des Einflusses der Schwankungen der Kanallänge und Kanalweite bei MIS-Feldeffekttransistorgruppen
hinsichtlich der Stromverhältnisse der Einzeltransistoren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst4 daß
mehrere Einzelfeldeffekttransistoren in Serie und/oder parallel zu einem Feldeffekttransistor mit gemeinsamer
Torelektrode auf einem Substrat geschaltet werden.
VPA 9/II0/I060 Kot/Fck
303019/0427
215 4 B h L
Eine 'Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als
Toroxid ein Dünnoxid verwendet wird, welches etwa 10mal dünner ist, al3 das übrige, auf dem Substrat vorgesehene
Oxid.
Als Oxid oder Dünnisolierschicht kann in vorteilhafter
7/eise Siliciumdioxid und/oder Siliciumnitrid verwendet werden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren.
Es aeigen:
Figur 1 die erfindungsgemäße Anordnung in einer Draufsicht,
Figur 2 einen Schnitt II-Il des Gegenstandes der Figur T,
Figur 3 einen Schnitt III-III des Gegenstandes der Figur
In der Figur 1 sind drei Feldeffekttransistoren T., ,Tp und
Τ., dargestellt. Die beiden Feldeffekttransistoren T. und
T2 unterscheiden sich durch ihre Kanallänge, das heißt
durch ihren elektrischen Widerstand. Der Feldeffekttransistor Tp ist in zwei Einzelfeldeffekttransistoren T^
aufgeteilt. Dasselbe gilt für den Feldeffekttransistor T-..
Hierzu weist ein η-leitendes Halbleitersubstrat 1 verschiedene
p-dotierte Zonen 3» 5> 7 auf, die durch Diffusion und/oder Ionenimplantation hergestellt werden
können. Bei der Ve rwendung eines ρ-leitenden Halbleitersubstrats
sind die Zonen 3, 5,7 entsprechend n-dotiert. Auf der Oberfläche
des Substrats und der Zonen 3, 5, 7 ist im wesentlichen eine dicke Silioiumdioxidschicht 9 vorgesehen. Lediglich
im Bereich der Feldeffekttransistoren T1, Tp, T~, im
folgenden auch Transistor genannt, sind dünne Silicium-
VPA 9/110/1060 - .3 - .
2 1 5 4 6 b
dioxidschicht en 11, 12, 13» 14 angeordnet. Die dünnen
SiliciumdioxidGchichten 11, 12, 13, 14 sind etwa 1Omal
so dünn wie die dicke Siliciumdioxidschieht 9· Auf
der Siliciumdioxidschieht 11 ist ein Leiterband 21 vorgesehen, während Leiterbander 22 und 23, die aus
n- oder p-dotiertem Silicium, oder, wie üblich, aus
Gold, Aluminium oder Molybdän bestehen können, jeweils auf die Siliciumdioxidschieht 12 beziehungsweise
13 und 14 aufgebracht sind. Die p-dotierte Zone 3
weist einen Kontakt 30 auf, während die p-dotierte Zone einen Kontakt 17 besitzt.
Die Kontakte tte des Transistors T* sind für die Quelle
der Kontakt 30, für die Senke der Kontakt 17 und für das Tor dao Leiterband 21. Die Kontakte für den Transistor T?
sind für die Quelle der Kontakt 30, .für die Senke 17 und
für das Tor das Leiterband 22. Die Kontakte für den Transistor T, sind für die Quelle der Kontakt 30,
für die Senke der Kontakt 17 und für das Tor das Leiterband
Der Transistor T? besteht aus der Serienschaltung von zwei
Transistoren T., , deren Torelektroden durch das Leiterband
gebildet werden. Der Transistor T~ besteht aus der Parallelschaltung von zwei Transistoren T^, deren Torelektroden
durch das Leiterband 23 gebildet werden. Auf ' diese V/eise sind die Transistoren T0 und T„ in Einzeltransistoren
aufgeteilt.
Das V/idei'standsverhältnis Bn," / IL1 zwischen dem
> '2 ' Transistor T^ und dem Transistor T2 beträgt:
R /R = L/nL = 1/n (1 )
1I l2
VPA 9/110 1060 . - 4 -
30 9 819/048?
wobei η die Anzahl der Einzeltransistoren und L die
Kanallänge des Einzeltransistors bedeuten.
Das Y/id erst and sverhältnis Rm /Rm zwischen den Transistoren
T1 und T3 beträgt:
Βφ /EL· = nW/W = η (2)
wobei W die Kanalweite des Einzeltransistors bedeutet.
Unter der Annahme einer Schwankung von4 Ii der Kanallänge
fe und einer Schwankung von Λ W der Kanalweite ergibt sich
aus den Gleichungen (1) und (2) : .
Em An = (L +ΔΙι) /(nL +AnL) = (L + Λ L)/n (L+4 L) - 1/n (3)
I1 I2
R /R = (nW+n AW) /(W +ά W) = n(W+.4 >Ό / (ν/+ /\ W) =n (4)
1I 3 . ■ ■ ' .
Aus den G-leichungen (3) und (4) folgt, daß nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren Schwankungen in der Kanallänge und Kanalweite von Feldeffekttransistorgruppen hinsichtlich
der "/iderstands- und somit auch Stromverhältnisse eliminiert werden. Dies wird durch die Aufteilung der ,
Transistoren T0 und T„ in Einzeltransistoren erreicht.
23 ■ .
Die Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung von
Treppen-Spannungsgeneratoren und für Digital-Analog- oder für Analog-Digital-Wandler. · '
7 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
9/110/1060 30^019/0467 - 5 -
Claims (7)
- PatentansprücheVerfahren zur Eliminierung von Schwankungen der und Kanalweite von Metall-Isolator-Feldeffekttransistorgruppen hinsichtlich der Widerstandsverhältnisse, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzelfeldeffekttransistoren (T1) in Serie und/oder parallel zu einem Feldeffekttransistor (T? bzw. Τ,,) mit gemeinsamer Torelektrode (22, 23) auf einem Substrat (1) geschaltet werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Toroxid eine Dünnoxidschicht (12) verwendet wird, welche etwa 1omal dünner int wie d
vorgesehene Oxidschicht (9).Gtsf..-—etwa 1omal dünner int wie die übrige, · dem Substrat (1) - 3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dünnisolierschicht eine Siliciumdioxidschieht und/oder eine Siliciumnitridschicht verwendet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3", dadurch ecekennzeichnet, daß die als Torelektroden·(22, 23) dienenden Leiterband er aus n- oder p-dotiertem Silicium bestehen.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4', dadurch gekennzeichnet, daß verschieden dotierte Zonen durch Diffusion und/oder Ionenimplantation hergestellt .werden.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1.bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Serie geschalteten Feldeffekttransistoren durch eine Zone (5) vom entgegengesetzten Leitungstyp zum Substrat ■( 1) voneinander getrennt werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone entgegengesetzten La l.tna^.: tyon p-dotiert wird..7PA 9/110/106030 9B !9/0487
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