DE2347595A1 - Schalter - Google Patents
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Description
PIL·;.
Houb/Ya/RY. 1-9-1973
Anmeldung vom: r . . •- -ι — C- O H I O Ό Ό
Schalter.
Die Erfindung- bezieht sich auf einen elektronischen
Schalter, der zwei Anschlussklemmen zum Anschliessen in einem elektrischen Kreis enthält, wobei dieser Schalter einen ersten,
nachstehend als "Ein"-Zustand bezeichneten Zustand, in des die
elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen verhältnismässig
hoch ist, und einen zweiten, nachstehend als "Aus"-Zustand
bezeichneten Zustand aufweist, in dem die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen verhaltnisraassig niedrig ist,
wobei dieser Schalter weiter einen Zeitmechanismus zur Einstellung
dieses Schalters auf einen dieser Zustände enthält und wobei der Schalter nach Einstellung auf diesen Zustand nach einer bestimmten
Zeit, die nachstehend als Sobaltzeit bezeichnet wird, automatisch von diesem Zustand in den anderen Zustand übergeht.
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-2- pm. 6345.
1-9-1973
Derartige Schalter sind allgemein bekannt und können
als Zeitmechanismus z.B. in der Photographie dazu benutzt werden, während einer bestimmten Zeit einen elektrischen Strom durch ein
Belichtungselement hindurchzuleiten, wonach dieser Strom ausgeschaltet
werden soll. Auch für viele andere Zwecke können diese Schalter Anwendung finden.
Der ZeitmechanisHus, mit dessen Hilfe der Schalter eingestellt
und/oder in Betrieb gesetzt werden kann, ist in den meisten Fällen regelbar, in dem Sinne, dass die Schaltzeit des Schalters
regelbar ist, und kann bei bekannten Schaltern der obenbeschriebenen Art sowohl mechanischer als auch elektrischer Art sein.
Die Erfindung bezweckt, einen elektronischen Schalter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sowohl in bezug
auf die Struktur als auch in bezug auf seine Herstellung sehr einfach ist und der somit verhältnismässig preiswert ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für den genannten Zeitmechanisinus einfach ein Feldeffekttransistor verwendet
werden kann.
Daher ist ein elektronischer Schalter der in der Einleitung beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass der Zeitiaechanismus realisiert wird durch einen Feldeffekttransistor
eines solchen Typs, in dem die Leitfähigkeit des Kanalgebietes durch Regelung der Dicke eines Verarmungsgebietes, das im
Kanalgebiet gebildet werden kann, geregelt werden kann, wobei der Feldeffekttransistor ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet vom
einen Leitfähigkeitstyp mit einem zwischenliegenden Kanalgebiet; vom
gleichen Leitfähigkeitstyp und mit einer Gate-Elektrode zur Regelung
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der Leitfähigkeit des Kanalgebiets enthält, wobei Mittel zum An-"
legen einer Spannung an die Gate-Elektrode vorgesehen sind, wodurch im Kanalgebiet ein Verariimngsgebiet gebildet wird, die Leitfähigkeit
des Kanalgebietes verhältnismässig niedrig wird und der Schalter auf einen der genannten Zustände eingestellt wird, wonach
die Dicke des Verarmungsgebietes dadurch abnehmen kann, dass infolge
z.B. thermischer Einwirkung gebildete Ladungsträger verfügbar werden, wodurch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes zunimmt
und der Schalter in den anderen Zustand übergeht.
Die Erfindung benutzt die Möglichkeit, in einem
Halbleiterkörper ein Verarmungsgebiet zu bilden, das sich in einem
Hichtgleichgewichtszustand befindet und dessen Dicke sich somit als Funktion der Zeit ändern wird, wie jedes sich in einem Nichtgleichgewichtszustand
befindende System automatisch und - je nach den Umständen - mehr oder weniger schnell nach einem Gleichgewichtszustand
streben wird. Indem nun ein derartiges Verarmungsgebiet im Kanalgebiet eines Feldeffekttransistors der vorerwähnten Art gebildet
wird, kann die Aenderung der Dicke des Yerarmungsgebietes in eine detektierbare Aenderung der Leitfähigkeit des Kanalgebietes
des Feldeffekttransistors umgewandelt werden, die auf die beschriebene
V/eise vorteilhaft im Zeitmechanisnus des Schalters der eingangs
genannten Art verwendet werden kann.
Das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet des 'Feldeffekttransistors können direkt leitend mit den Ausgangsklemmen des Schalters
verbunden sein, der danach e.uf den "Aus"-Zustand eingestellt
werden kann und dann infolge der abnehmenden Dicke des Verarmungsgebietes
von den "Aus"~Zustand in den "Ein"-Zustanä übergehen kann.
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Der Schalter kann aber auch z.B. ein oder mehrere Relais enthalten,
die vom Feldeffekttransistor gesteuert werden und mit deren Hilfe der Schalter auf den "Ein"-Zustand eingestellt werden
kann und von dem "Ein"-Zustand in den "Aus"-Zustand übergehen kann.
Ausser wegen wichtiger weiterer Vorteile, auf die noch näher eingegangen werden wird, wird der Feldeffekttransistor, um
die Energieableitung möglichst niedrig zu halten, vorzugsweise auf
einen Zustand eingestellt, in dem die Leitfähigkeit des Kanalgebietes
möglichst gering ist. Eine bevorzugte Ausführungsform
des elektrischen Schalters nach der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass durch das Anlegen der genannten Spannung an
die Gate-Elektrode ein Verarmungsgebiet gebildet wird, das sich praktisch über die ganze Dicke des Kanalgebietes erstreckt und das
das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet elektrisch praktisch vollständig gegeneinander isoliert.
Die zusätzlichen Ladungsträger, die bei abnehmender Dicke des Verarmungsgebietes erforderlich sind, können u.a. durch
thermische Erzeugung erhalten werden, die insbesondere im Verarmungsgebiet selber stattfindet. Für den Fall, dass keine weiteren
Quellen vorhanden sind, aus denen Ladungsträger zugeführt werden können, wird die Schaltzeit des Schalters durch die Grosse der
thermisch bedingten Ladungsträgerbildung bestimmt. Diese ist im allgemeinen sehr stark temperaturabhängig und nimmt bei zunehmender
Temperatur zu. Diese Tatsache kann vorteilhaft zum Erhalten von Schaltern benutzt werden, deren Schaltzeit durch die beim Betrieb
vorherrschende Temperatur bestimmt oder geregelt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsfox*m des Schalters nach
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der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern vorgesehen sind. Eine weitere bevorzugte
Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass nit Hilfe
der genannten zusätzlichen Mittel die Zuführung von Ladungsträgern
und somit auch die Schaltzeit'regelbar sind.
Bei einer ersten wichtigen Ausführungsform enthalten diese zusätzlichen Mittel eine Strahlungsquelle, z.B. eine Lichtquelle.
Lichtquanten, die von dieser Lichtquelle emittiert werden, können vom Halbleiterraaterial, insbesondere im Verarmungsgebiet,
absorbiert werden, wobei Löcher und Elektronen erzeugt werden und die Dicke des Verarraungsgebietes herabgesetzt wird. Dadurch, dass
überdies die Menge erzeugter Ladungsträger praktisch völlig durch die Anzahl absorbierter Lichtquanten bestimmt wird, kann in dieser
Ausführungsform die Zufuhr von Ladungsträgern und somit auch die
Schaltzeit des Schalters vorteilhaft durch Regelung der Lichtintensität geregelt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen
Schalters, die sehr grosse Vorteile aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zusätzlichen Mittel zur Zuführung
von Ladungsträgern einen wenigstens zeitweilig in Durchlassrichtung
vorgespannten gleichrichtenden Uebergang enthalten.
Der gleichrichtende Uebergang kann z.B. durch einen PN-Uebergang, der z.B. im Source-Gebiet oder im Drain-Gebiet des
Feldeffekttransistors angebracht ist, oder durch einen Schottky-Uebergang
zwischen einem der Gebiete des Feldeffekttransistors und einem geeigneten Leiter gebildet werden.
Dadurch, dass der gleichrichtende Uebergang in der
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Durchlassrichtung vorgespannt wird, können Ladungsträger der gewünschten
Polarität zugeführt werden, wodurch die Dicke des Verarmungsgebietes
schneller abnehmen kann als wenn die Ladungsträger nur durch thermische Einwirkung erzeugt werden würden.
TJm einen möglichst hohen Wirkungsgrad des DiodenstroKS
zu erhalten, ist es erwünscht, dass ein möglichst grosser Teil des Stromes aus Ladungsträgern der gewünschten Polarität besteht. Dies
kann, wenn der gleichrichtende Uebergang durch einen PN-Uebergang
gebildet wird, dadurch erreicht werden, dass für die Halbleiterzonen, zwischen denen der PN-Uebergang gebildet wird, verschiedene
Dotierungskonzentrationen gewählt werden, und zwar derart, dass die die gewünschten Ladungsträger enthaltende Zone eine viel höhere
Dotierungskonzentration als die andere Zone aufweist.
Ausserdem soll zum Erhalten eines möglichst hohen Wirkungsgrades
ein möglichst kleiner Teil der vom gleichrichtenden Uebergang gelieferten Ladungsträger durch Rekombination verschwinden. Daher
ist eine weitere bevorzugte Ausführungsforin des Schalters nach
der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem gleichrichtenden .Uebergang und dem Verarmungsgebiet höchstens gleich
der Diffusionslänge von Minoritätsladungsträgern im Kanalgebiet ist.
Die Schaltzeit des Schalters kann nach Wahl dadurch eingestellt werden, dass z.B. an den gleichrichtenden Uebergang
eine Spannung veränderlicher Grosse angelegt und der Dio'denstrom
mittels der Spannung gesteuert wird.
Eine wichtige bevorzugte Ausführungsfora des Schalters
nach der Erfindung, die u.a. den Vorteil aufweist, dass sich die Spannung am gleichrichtenden Uebergang automatisch beim Betrieb
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ändern kann, ist dadurch .gekennzeichnet, dass der einen Teil der
zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildende gleichrichtende Uebergang im Source-Gebiet und/oder im !Drain-Gebiet des
Feldeffekttransistors angebracht ist, und dass durch das Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektrode im Kanalgebiet des Feldeffekttransistors
ein-Verarmungsgebiet gebildet wird, das sich über die
ganze Dicke des Kanalgebietes erstreckt und das das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet elektrisch praktisch völlig gegeneinander isoliert,
wodurch das genannte, den gleichrichtenden Uebergang enthaltende Gebiet des Feldeffekttransistors auf ein elektrisch
schwebendes Potential gebracht wird. In diesem Zusammenhang wird angenommen, dass eine Zone oder ein Gebiet ein schwebendes Potential
aufweist, wenn diese Zone oder dieses Gebiet keine elektrische Verbindung
aufweist, wodurch das Potential der Zone oder des Gebietes beim Vorhandensein dieser Verbindung einen anderen Wert als bei
deren Abwesenheit haben würde.
Dabei kann z.B. eine der Anschlussklemmen des Schalters über den gleichrichtenden Uebergang mit dem den Uebergang enthaltenden
Gebiet kontaktiert sein, während das andere Gebiet des Feldeffekttransistors
direkt mit der anderen Anschlussklemme kontaktiert ist, wobei die Spannungsquelle, die die Vorwärtsspannung am gleichrichtenden
Uebergang liefern muss, zwischen den Anschlussklemmen angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird, solange das den
gleichrichtenden Uebergang enthaltende Gebiet elektrisch schwebend ist, die Spannung am gleichrichtenden Uebergang niedriger als der
Gesamtspannungsunterschied zwischen den Anschlussklemmen sein. Der
grösste Teil der genannten Spannung steht nämlich über dem Verarmungsgebiet,
das das Source—Gebiet und das Drain-Gebiet des Feld-
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effekttransistors voneinander trennt. Dadurch bleibt die durch den
gleichrichtenden Uebergang herbeigeführte Zuführung von Ladungsträgern
gering, bis die Dicke des Verarmungsgebietes derart weit abgenommen hat, dass zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet
ein leitender Kanal gebildet ist. Von diesem Augenblick an nimmt die Vorwärtεspannung am gleichrichtenden Uebergang zu,
vas eine Vergrösserung der Zuführung von Ladung zur Folge hat, wodurch
die Dicke des Verarmungsgebietes wieder schneller abnehmen und die Spannung am Uebergang weiter zunehmen kann. In dieser Ausführungsform
ergibt sich also eine Art "Schneeball"-Effekt, der einen schroffen Uebergang zwischen dem "Aus"—Zustand und dem "Ein"—
Zustand des Schalters zur Folge hat.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schalters
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zusätzlichen Kittel zum Zuführen von Ladungsträgern mindestens einen
weiteren, wenigstens zeitweilig in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang enthalten. Mit Hilfe dieses weiteren
gleichrichtenden Uebergangs kann der Zeitpunkt, zu dem zwischen dem Source-Gebiet und den Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors
ein leitender Kanal gebildet wird, und somit auch die Schaltzeit des Schalters genau eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Schalters
nach der Erfin-iung ist der Feldeffekttransistor vom Typ mit isolierter
Gate-Elektrode und enthält einen Halbleiterkörper in Fora
einer Halbleiterschicht im wesentlichen vom einen Leitfähigkeitstyp,
wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet durch an eine Oberfläche der Schicht grenzende Teile der Halbleiterschicht gebildet
werden und die Oberfläche der Halbleiterschicht juit einer Isolier-
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schicht versehen ist, auf der die Gate-Elektrode in Form einer
leitenden Schicht angebracht ist, die durch die Isolierschicht von der Halbleiterschicht getrennt ist. In diesem Feldeffekttransistortyp,
der auch oft als "deep-depletion MOST" bezeichnet vird, kann dadurch, dass genügend schnell ein Spannungsunterschied zwischen
der Gate-Blektrode und dem Kanalgebiet erzeugt wird, ein
Verarmungsgebiet gebildet werden, das sich über praktisch die ganze
Dicke des Kanalgebietes erstreckt. Die Polarität der an die Gate-Elektrode angelegten Spannung wird durch den Leitfähigkeitstyp der
Halbleiterschicht bestimmt. Falls letztere z.B. aus li-leitenden
Halbleitermaterial besteht, soll die Gate-Elektrode negativ in bezug auf die Halbleiterschicht vorgespannt werden. Die im Kanalgebiet
vorhandenen Ladungsträger, die im vorliegenden Beispiel also aus Elektronen bestehen, werden vom angelegten elektrischen Feld
weggedrückt, wodurch im Kanalgebiet ein Verarmungsgebiet gebildet
wird und die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors verhältnismässig
niedrig wird. Wenn nun Minoritätsladungsträger zur Verfugung gestellt
werden (im genannten Beispiel also Löcher), können diese von der Gate-Elektrode angezogen werden und es kann an der Oberfläche
zwischen der Isolierschicht und der Halbleiterschicht eine Inversionsschicht gebildet werden. Die in dieser Inversionsschicht gespeicherte
Ladung schirmt wenigstens teilweise die Gate-Elektrode gegen das darunterliegende Halbleitermaterial ab, wodurch die Dicke des Verarrcungsgebietes
abnehmen und die Leitfähigkeit zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors dementsprechend
zunehmen wird.
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Die Halbleiterschicht kann z.B. in Form einer li-leitenden
epitaktischen Siliziumschicht auf einen Halbleitersubstrat aus P-leitendem Silizium angebracht sein. Der Ρΐί-Uebergang zwischen der
epitaktischen Schicht und den Substrat wird vorzugsweise in Sperrichtung
vorgespannt, um zu verhindern, dass Löcher aus dem Substrat zu der Gate-El&ktrode angezogen werden. Ausserden kann vorteilhaft
durch Steuerung der Spannung an diesem PN-Uebergang die Dicke des
Verarnungsgebietes dieses PIT-üebergangs und somit die wirksame Dicke
des Kanalgebietes geregelt werden.
Eine Weiterbildung des Schalters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekttransistor von dem
Typ ist, bei dem die Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang vom Kanalgebiet getrennt ist, und dass Kittel vox'gesehen
sind, mit deren Hilfe die Gate-Elektrode zeitweilig mit einer Spannungsquelle
zum Anlegen einer Sperrspannung am gleichrichtenden Uebergang zur Bildung eines Verarmungsgebietes im Kanalgebiet verbunden
werden kann und mit deren Hilfe anschliessend die Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Gate-Elektrode unterbrochen
werden kann. Der gleichrichtende Uebergang in einem derartigen, manchmal auch als "Junction-FET" bezeichneten Transistor kann z.B.
durch einen PN-Uebergang zwischen dem Kanalgebiet, das z.E. aus N-leitendem Silizium besteht, und einem Halbleitergebiet vom anderen
Leitfähigkeitstyp, z.B. also aus P-leitendem Silizium, gebildet
werden, wobei das letztere Halbleitergebiet die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors bildet. Die Dotierungskonzentration der Gate-Elektrode
ist dabei vorzugsweise viele Male grosser als die Dotierungskonzentration
im Kanalgebiet, so dass sich durch das Anlegen
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einer Sperrspannung aia PiT-Uehergang das dabei gebildete Verarmungsgebiet
grcsstenteils im Kanalgebiet des Transistors und in geringerem
Masse in der Gate-Ele'ktrode erstreckt. Kach Unterbrechung
der Verbindung zwischen der Gate-Elektrode und der Spannungsquelle
kann die Dicke des Verarmungsgebietes - die bewirkt, dass die Leitfähigkeit zwischen den Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet verhältnisraässig
niedrig ist - abnehmen, je nachdem Minoritätsladungsträger,
im vorliegenden Beispiel also Löcher, zur Verfugung stehen, um die negative Ladung an der Gate-Elektrode, die aus ionisierten
Akzeptoratomen besteht, auszugleichen.
Diese Löcher können z.B. von einem in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang, z.B. einen
PK-Uebergang, geliefert werden, der in Source-Gebiet oder im Drain-Gebiet
des Feldeffekttransistors angebracht ist, wie bereits beschrieben
ist. -Eine bevorzugte Ausführungsform ist dabei nach der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Zeitmechanisaus
enthält: einen ersten Feldeffekttransistor von dem Typ, in dem die
Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang vom Kanalgebiet getrennt ist und der ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet
nit einem zwischenliegenden Kanalgebiet von einem ersten Leitfähigkeitstyp
enthält, wobei im Source-Gebiet oder im .Drain-Gebiet ein
gleichrichtender, einen Teil der zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildender Uebergang angebracht ist; s'owie einen
zweiten Feldeffekttransistor, der ebenfalls zu dem Typ gehört, in den die G.ate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang vom
Kana]gebiet getrennt ist und der ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet
nit einen zwischenliegenden Kanalgebiet von einen Leitfähig-
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keitstyp sowie eine Gate-Elektrode enthält, die leitend mit der
Gate-Elektrode des genannten ersten Feldeffektransistors verbunden ist. Die Anschlussklemmen des Schalters können in dieser Ausführungsform
z.B. mit dem Source-Gebiet und den Drain-Gebiet des letzteren Feldeffekttransistors kontaktiert sein, während der
andere zuerst genannte Feldeffekttransistor dazu benutzt werden kann, mittels des bereits beschriebensn"Schneeballeffektes" einen schroffen
Uebergang zwischen dem "Aus"-Zustand und dem "Ein"-Zustand zu bewirken.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch
gekennzeichnet, 'dass das Kanalgebiet des ersten Feldeffekttransistors eine geringere Dicke als das Kanalgebiet des genannten zweiten
Feldeffekttransistors aufweist, wodurch durch das Anlegen einer Spannung an die' Gate-Elektroden der Feldeffekttransistoren im
Kanalgebiet des genannten zweiten Feldeffekttransistors ein Verarmungsgebiet
gebildet werden kann, dessen Di*cke grosser als die des Verarmungsgebietes ist, das dabei im Kanalgebiet des genannten
ersten Feldeffekttransistors gebildet wird. Vorteilhaft kann
dabei die Dicke des Verariimngsgebietes im Kanalgebiet des genannten
zv/eiten Feldeffektransistors derart weit abnehmen, dass zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet dieses Feldeffekttransistors
bereits ein, wenn auch hochohmiger, leitender Kanal vorhanden ist,
während im genannten ersten Feldeffektransistor das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet noch elektrisch gegeneinander isoliert sind.
Erst venn die Dicke des Yerarmungsgebietes im genannten zweiten
Feldeffekttransistor derart weit abgenommen hat, dass auch in dem genannten ersten Feldeffekttransistor ein leitender Kanal zwischen
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dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet gebildet wird, kann der einen Teil der zusätzlichen -Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern
bildende gleichrichtende TJebergang Ladungsträger injizieren.
Vorzugsweise sind die Dotierungskonzentrationen der Kanalgebiete der Feldeffekttransistoren einander praktisch gleich.
Dazu können vorteilhafterweise die Feldeffekttransistoren in einem gemeinsamen Halbleiterkörper angebracht sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform, die u.a. weiter den Vorteil aufweist, dass die Feldeffekttransistoren durch die
üblichen planaren Halbleitertechniken hergestellt und dadurch zusammen mit etwaigen anderen Schaltungselementen, wie Transistoren,
Dioden, Widerständen usw., in einem gemeinsamen Halbleiterkörper zu einer integrierten Schaltung zusammengebaut werden können,
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter einen Halbleiterkörper mit einer epitaktischen Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp
enthält, die an eine Oberfläche des Halbleiterkörpers grenzt und auf einem Halbleitersubstrat vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht
ist, wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors durch an die genannte Oberfläche grenzende Gebiete der
epitaktischen Schicht gebildet werden.
TJm zu verhindern, dass Minoritätsladungsträger aus dem Substrat in die epitaktische Schicht fliessen, wird z.B. über
dem PN-Uebergang zwischen dem-Substrat und der epitaktischen Schicht
eine Spannung in Sperrichtung angelegt. V/enn der Feldeffekttransistor
dabei durch einen Transistor von dem Typ gebildet wird, bei dem die Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden TJebergang vom
Kanalgebiet getrennt wird, kann vorteilhaft das Substrat als Gate-
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Elektrode des Feldeffekttransistors dienen. Dabei tritt u.a. der Vorteil auf, dass die Kapazität zwischen der Gate-Elektrode und
dem Kanalgebiet verhältnismässig gross ist, wodurch auch verhältnismässig lange Schaltzeiten erhalten werden können.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine den beiden genannten Feldeffekttransistoren
gemeinsame Gate-Elektrode bildet, wobei an der Stelle der Grenzflächen zwischen dem Substrat und dem Kanalgebiet
des ersten Feldeffekttransistors und zwischen dein Substrat und dem
Kanalgebiet des zweiten Feldeffekttransistors vergrabene Zonen angebracht
sind, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat aufweisen und stärker als das Substrat dotiert sind, und wobei der
einen Teil der genannten zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildende gleichrichtende Uebergang durch den PiI-Uebergang
zwischen der epitaktischen Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp und einer in der epitaktischen Schicht angebrachten Oberflächenzone
vom anderen Leitfähigkeitstyp gebildet wird. Dadurch, dass das Substrat eine den Feldeffekttransistoren gemeinsame Gate-Elektrode
bildet, sind keine zusätzlichen Kittel erforderlich, um die Gate-Elektroden der beiden Transistoren leitend miteinander zu verbinden.
Infolge des Unterschiedes in der Dotierungskonzentration des Substrats und der vergrabenen Zonen wird das Verarmungsgebiet
der PH-Uebergänge zwischen der epitaktischen Schicht und diesen vergrabenen
Zonen sich tiefer als das Verarmungsgebiet des PN-Ueberganges
zwischen dem Substrat selbst und der epitaktischen Schicht in die epitaktische Schicht erstrecken. Dies hat u.a. den Vorteil,
dass die Möglichkeit des Auftretens eines Durchschlages ("punch-
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through") - wobei das Verarmungsgebiet zwischen der epitaktischen
Schicht und dem Substrat sich.bis zu dem von den genannten zusätzlichen
Mitteln einen Teil bildenden und neistens in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang erstreckt herabgesetzt
wird.
Eine bevorzugte Ausführungsforra, die u.a. den Vorteil
aufweist, dass die Möglichkeit des Auftretens eines Durchschlages ("punch-through") weiter herabgesetzt werden kann, ist dadurch gekennzeichnet,
dass der genannte zweite Feldeffekttransistor mit einer isolierten Gate-Elektrode versehen ist, die auf einer auf der
Oberfläche der epitaktischen Schicht liegenden Isolierschicht angebracht
"ist und durch diese Isolierschicht von der epitaktischen Schicht getrennt ist und die - in einer Richtung quer zur Oberfläche
der epitaktischen Schicht gesehen - zwischen dem Source-Gebiet
und dein Drain-Gebiet dieses Transistors liegt. Mit Hilfe dieser isolierten Gate-Elektrode kann in einem an die Oberfläche der epitaktischen
Schicht grenzenden Teil des Kanalgebietes ein Verarmungsgebiet gebildet werden, das sich von der Oberfläche der epitaktischen
Schicht her in die epitaktische Schicht erstreckt. Das Verarmungsgebiet,
das sich von der Substratseite her in die epitaktische Schicht erstreckt, kann dadurch weniger tief sein, wodurch
die Möglichkeit des Auftretens eines Durchschlages ("punch-through")
herabgesetzt wird.
Wie bereits beschrieben wurde, weist das Kanalgebiet des genannten ersten Feldeffekttransistors, der einen wenigstens
zeitweilig in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang enthält, eine geringere Dicke als das Kanalgebiet des zweiten
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Feldeffekttransistors auf. Dazu kann in der epitaktischen Schicht an
der Stelle des Kanalgebietes des ersten Feldeffekttransistors eine Verjüngung angebracht sein, die z.B. durch, eine Kut oder durch eine
Oberflächenzone vom anderen. Leitfahigkeitstyp gebildet wird, die
sich von der Oberfläche der epitaktischen Schicht her in die epitaktische
Schicht erstreckt» Eine bevorzugte Ausführungsform ist
dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des Kanalgebietes des ersten Feldeffekttransistors in der epitaktischen Schicht eine
Oxidschicht angebracht ist, die von der Oberfläche der epitaktischen
Schicht her über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in die epitaktische Schicht versenkt ist und zusammen mit der gegenüberliegenden
vergrabenen Zone.vom anderen Leitfähigkeitstyp die Dicke
des Kanalgebietes dieses Feldeffekttransistors definiert. Der von den zusätzlichen Mitteln zum Zuführen von Ladungsträgern einen Teil
bildende gleichrichtende Uebergang, der z.B. durch den PN-Uebergang
zwischen der epitaktisehen Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp und einer ±a der epitaktischen Schicht angebrachten Oberflachenzone
vom anderen Leitfähigkeitstyp gebildet wird, kann an die versenkte Oxidschicht grenzen, wodurch u.a. eine gedrängte Struktur erhalten
werden kann.
Eine weitere einfache bevorzugte Ausführungsform
eines Schalters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Richtung quer zur Oberflache der epitaktisehen Schicht
gesehen, die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors eine geschlossene Form aufweist, wobei der von der Gate-Elektrode umschlossene
Teil der epitaktisehen Schicht das Drain-Gebiet des Transistors und wenigstens ein ausserhalb der Gate-Elektrode la egen-
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der Teil der epitaktischen Schicht das Source-Gebiet des Feldeffekttransistors
bildet.
Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf eine Halbleiteranordnung
mit einem Schalter nach der Erfindung.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Schalter des Typs, auf den sich die Erfindung bezieht,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III der
Fig. 2 durch diese Ausführungsform,
Figuren 4-6 einen Teil der Struktur nach. Fig. 3 in
verschiedenen Stufen beim Betrieb des Schalters,
Fig. 7 eine graphische Darstellung des Verlaufes der
Leitfähigkeit des Kanalgebietes der Struktur nach Fig. 3 als Funktion
der Zeit t,
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
eines Schalters nach der Erfindung,
Fig. 9 einen Querschnitt durch die Struktur nach Fig. 8 längs der Linie IX-IX der Fig. 8,
Fig. 10 eine graphische Darstellung des Verlaufes der Leitfähigkeit des Kanalgebietes des Transistors T? nach Fig. J als
Funktion der Zeit t,
Figuren 11 und 12 einen Teil der Struktur nach Fig. 9
in verschiedenen Stufen beim Betrieb des Schalters, und
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Fig. 13 eine elektrische Schaltung, in der der Schalter
nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Fig. 1 zeigt scheinatisch einen elektrischen Schalter 1
vom Typ, auf den sich die Erfindung bezieht, der zwei Anschlussklemmen 2 und 3 zum Anschliessen des Schalters 1 in einem weiter
nicht dargestellten elektrischen Kreis enthält.
Der Schalter 1 weist einen ersten, weiter als "Ein"-Zustand ("on-state") bezeichneten Zustand, in dem die elektrische
Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 verhältnismässig
hoch ist, und einen zweiten, weiter als "Aus"—Zustand ("offstate")
bezeichneten Zustand auf, in dem die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 verhältnismässig niedrig
ist. Der Schalter 1 enthält weiter einen in Fig. 1 schematisch durch den Block 4 dargestellten Zeitmechanismus zum Einstellen des Schalters
auf einen der genannten Zustände, wobei der Schalter nach Einstellung auf diesen Zustand nach einer bestimmten, weiter als
Schaltzeit bezeichneten Zeit automatisch von diesem Zustand in den genannten anderen Zustand übergeht.
Ein Schalter dieses Typs kann für viele Zwecke verwendet werden, z.B. als Regler für die Belichtungszeit in der Photograph.!
e.
Nach der Erfindung enthält der genannte Zsitraechanisnus
einen Feldeffekttransistor, der in Fig. 2 in Draufsicht und in Fig. im Querschnitt dargestellt ist und der von einem Typ ist, in dem
die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 durch Regelung der Dicke eines
Verarmungsgebietes 6, das im Kanalgebiet 5 gebildet werden kann, geregelt werden kann.
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Der Feldeffekttransistor enthalt ein li-leitendes
Source-Gebiet 7* ein Η-leitendes Drain-Gebiet 8, ein zwischenliegendes N-leitendes Kanalgebiet 5 und eine Gate—Elektrode 9
Regelung der Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5·
Weiter sind in Fig. 3 schematisch. durch das■Blockschaltbild
10 dargestellte Mittel zum Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektrode 9 gezeigt, vodurch im Kanalgebiet 5 ein Verarmungsgebiet
6 gebildet wird, das in Fig. 3 Jait gestrichelten Linien
angegeben ist. Durch das Anlegen dieser Spannung werden die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 verhältnismässig niedrig und der
Schalter 1 auf einen der genannten Zustände eingestellt-. Im vorliegenden Ausfiihrungsbeispiel, in dem die Anschlussklemmen 2 und
direkt leitend mit dem Source-Gebiet 7 bzw. mit dem Drain-Gebiet
des Feldeffekttransistors kontaktiert sind und somit eine Source-Elektrode bzw. eine Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors bilden,
wird durch das Anlegen der Spannung an die Gate-Elektrode 9 der
Schalter auf den "Aus"-Zustand eingestellt.
Nach dem Anlegen der Spannung an die Gate-Elektrode kann die Dicke des Verarmungsgebietes 6 je nach den Umständen mehr
oder weniger schnell infolge der Tatsache abnehmen, dass Ladungsträger verfügbar werden, wodurch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes
5 zunimmt und der SchaJLter automatisch in den "Ein"-Zustand
übergeht.
Der hier beschriebene Schalter ist klein und lässt sich auf einfache ¥eise durch die üblichen Halbleitertechniken
herstellen und ist somit preiswert. Die Wirkung des Feldeffekttransistors als Zeitschalter gründet sich auf die Tatsache, dass,
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wenn an 'die Gate-Elektrode 9 eine genügend grosse Spannung mit einer
dV
genügend grossen Steilheit — , wobei t die Zeit darstellt, angelegt
ctt
wird, im Kanalgebiet 5 ein Verarmungsgebiet 6 gebildet wird, das
sich unter den gegebenen Bedingungen nicht in einem thermischen
Gleichgewichtszustand befindet, wodurch sich die Dicke dieses Verarmungsgebietes, wie noch nachgewiesen werden wird, im Laufe
der Zeit ändern wird, wodurch sich auch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 und somit ebenfalls die Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen
2 und 3 ändern wird.
Die Dicke und die Dotierungskonzentration des Kanalgebietes 5 und die Grosse der Spannung an der Gate-Elektrode 9 sind
derart, dass ein Verarmungsgebiet 6 gebildet wird, das sich über
die ganze oder nahezu die ganze Dicke des Kanalgebietes 5 erstreckt und durch das das Source-Gebiet 7 und das Drain-Gebiet 8
praktisch völlig gegeneinander isoliert werden. Dadurch kann bei der Einstellung des Schalters auf den "Auä'-Zustand praktisch kein
Strom zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 fliessen.
Es sei bemerkt, dass Fig. 3 ein Verarmungsgebiet zeigt,
das sich zwar über einen grossen Teil der Dicke des Kanalgebietes 5> aber der Deutlichkeit halber nicht über die ganze Dicke erstreckt.
Die Dicke des Verarmungsgebietes 6 kann im Laufe der
Zeit infolge z.B. der Bildung von Ladungsträgern aufgrund thermischer
Einwirkung abnehmen. Dadurch, dass die infolge thermischer Einwirkung
gebildete Ladungsträgermenge - die insbesondere im Verarmungsgebiet
selber stattfindet - eine Funktion der Temperatur ist, kann vorteilhaft
die Schaltzeit des Schalters durch Regelung der Umgebungstemperatur geändert werden.
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Es sei bemerkt, dass die Ladunsgträger wohl hauptsächlich, aber nicht notwendigerweise ausschliesslich im Verarmungsgebiet
6 selber gebildet werden. So können z.B. auch Ladungsträger, die ausserhalb des Verarmungsgebietes 6, aber innerhalb
eines einer Diffusionslänge entsprechenden Abstandes von diesem Gebiet gebildet werden, zum Erreichen des thermischen Gleichgewichtszustandes
beitragen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zusätzliche
Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern vorgesehen. Diese Mittel enthalten eine Strahlungsquelle, die in Fig. 3 schematisch durch
die, eine Menge einfallender Strahlung bezeichnenden Pfeile 11 dargestellt
ist, welche Mittel weiter ausser einer .die Strahlung 11 emittierenden
Quelle auch noch z.B. eine Blende zur Regelung der Intensität der Strahlung 11 enthalten können. Die einfallende Strahlung
kann in dem Halbleitermaterial des Feldeffekttransistors und insbesondere in dem Verarmungsgebiet 6 unter Bildung von Loch-Elektron-Paaren
absorbiert werden. Das Verarmungsgebiet 6 kann dadurch in einer kürzeren Zeit den den gegebenen Bedingungen entsprechenden
thermischen Gleichgewichtszustand erreichen, als wenn die Ladungsträger lediglich unter thermischer Einwirkung gebildet werden müssen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Feldeffekttransistor vom Typ mit isolierter Gate-Elektrode 9 "und enthält einen
Halbleiterkörper in Form einer Halbleiterschicht 12, die durch eine
N-leitende epitaktische Silizitunschicht gebildet wird, die auf. einem
P-leitenden Substrat I3 angebracht ist. Das Source-Gebiet 7 und das
Prain-Gebiet 8 werden durch an die Oberfläche I4 der Halbleiterschicht
12 grenzende Teile der Halbleiterschicht 12 gebildet. Die
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Oberfläche 14 der Halbleiterschicht 12 ist mit einer Isolierschicht
15 versehen, auf der die Gate-Elektrode 9 in Form einer leitenden
Schicht angebracht ist, die durch die Isolierschicht 15 von der
Halbleiterschicht 12 getrennt ist. Ein derartiger Transistor, in dem die Gate-Elektrode 9 durch eine Isolierschicht 15 vom Kanalgebiet
5 getrennt wird, wobei das Source-Gebiet 7» clas Drain-Gebiet
und das Kanalgebiet 5 den gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen und
also nicht durch einen PN-Uebergang voneinander getrennt werden, und wobei die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 durch Regelung der
Dicke des Verarmungsgebietes 6, das durch das Anlegen einer Spannung
an die Gate-Elektrode 9 im Kanalgebiet 5 gebildet werden kann,
geregelt werden kann, wird in der Literatur auch oft als "MOS-Transistor vom Verarmungstyp" und namentlich als "Deep-depletion MOS-Transistor"
bezeichnet. Der Ausdruck "KOS" ist eine Abkürzung für "metal-oxide-semiconductor", wobei zu bemerken ist, dass dieser
Ausdruck im Rahmen der Erfindung derart weit interpretiert werden soll, dass er auch Strukturen einschliesst, in denen die Gate-Elektrode
9 nicht aus Metall, sondern z.B. aus polykristallinem Silizium
besteht, oder in denen die Isolierschicht 15 nicht aus Oxid, sondern
z.B. aus Siliziumnitrid oder aus einer Kombination von SiliziTjmoxid
und Siliziumnitrid besteht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, in dem die Isolierschicht 15 für die einfallende Strahlung 11 durchlässig
sein muss, wird jedoch.für die Isolierschicht 15 vorzugsweise
Siliziumoxid verwendet.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist, in einer Richtung quer zur Oberfläche 14 der epitaktischen Ealbleiterschicht 12 gesehen,
die Gate-Elektrode 9 des Feldeffekttransistors eine geschlos-
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sene Form auf. Der von der Gate-Elektrode 9 "umschlossene Teil der
epitaktischen Halbleiterschicht 12 bildet das Drain-Gebiet 8 des Feldeffekttransistors, während wenigstens ein ausserhalb der Gate-Elektrode
3 liegender Teil der epitaktischen Halbleiterschicht 12, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gate-Elektrode 9 völlig
umschliesst, das Source-Gebiet 7 des Transistors bildet.
In der epitaktischen Halbleiterschicht 12 sind, wie in Fig. 3 dargestellt ist, Oberflächenzonen 16 angebracht, die den
gleichen Leitfähigkeitstyp wie die epitaktische Halbleiterschicht 12
aufweisen und stärker als diese Schicht dotiert sind. Diese Zonen, die der Deutlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt sind, bilden
die Kontaktzonen für das Source-Gebiet 7 "und das Drain-Gebiet 8 und
sind über Fenster 17 in der Isolierschicht 15 mit den Anschlussklemmen
2 und 3 des Schalters kontaktiert. In Fig. 2 sind die
Fenster 17 in der Siliziumoxidschicht 15» die in dieser Figur der-Deutlichkeit
halber nicht dargestellt ist, mit gestrichelten Linien angegeben.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ausserdem an
der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Halblexterschicht 12 und dem Substrat 13 eine vergrabene Zone 18 angebracht, die den
gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat 13 aufweist und stärker
als dieses Substrat dotiert ist und, in einer Richtung q^uer zur Oberfläche 14 gesehen, unter der Gate-Elektrode 9 liegt. Infolge
der höheren Konzentration erstreckt sich das mit gestrichelten Linien 19 angegebene Yerarmungsgebiet von dem PM-Uebergang 20 zwischen der
epitaktischen Halblexterschicht 12 und dem Substrat I3 her an der
Stelle der vergrabenen Zone 18 tiefer in die epitaktische Halbleiter-
-24- - PHH. 6545»
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schicht 12 als an benachbarten Stellen. Es sei dabei bemerkt, dass der Pli-Uebergang 20 beim Betrieb meistens in Sperrichtung
vorgespannt wird, um zu verhindern, dass Löcher aus dem P-leitenden
Substrat 13 in die N-leitende epitaktische Halbleiterschicht 12,
insbesondere in das Verarmungsgebiet 6, strömen.
Zur näheren Erläuterung der V/irkung des hier beschriebenen Feldeffekttransistors als Zeitschalter ist in den
Figuren 4, 5 und 6 in vergrössertem Masstab ein Teil des Feldeffekttransistors
nach Fig. 5 in verschiedenen Stufen beim Betrieb
dargestellt, wobei dieser Teil den Teil der epitaktischen HaIbleiterschicht
12 enthält, der zwischen der Isolierschicht I5 und dem Verarmungsgebiet I9 liegt und das Kanalgebiet 5 des Feldeffekttransistors bildet.
Fig. 4 zeigt die Situation, in der mit Hilfe der schematisch
dargestellten Mittel 10 ein Spannungsimpuls an die Gate-Elektrode 9 angelegt wird, wodurch in genügend kurzer Zeit die
Gate-Elektrode 9 ein negatives Potential in bezug auf das Kanalgebiet
5 erhält. Es sei angenommen, dass die Amplitude dieses Spannungsimpulses
genügend gross ist, um an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Halbleiterschicht 12 und der Isolierschicht
in der Nähe der Gate-Elektrode 9 Inversion des Leitfähigkeitstyps erhalten zu können.
Durch das Anlegen dieses Spannungsunterschiedes zwischen der Gate-Elektrode 9 und der epitaktischen Halbleiterschicht 12
werden in dem in der Nähe der Gate-Elektrode 9 liegenden Kanalgebiet
5 der epitaktischen Halbleiterschicht 12 die Kajoritätsladungsträger,
die aus Elektronen bestehen, abgestossen, wodurch
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das Verarmungsgebiet 6 erhalten wird (siehe Pig« 4)» das mit
gestrichelten Linien angegeben ist. Die Spannung an der Gate-Elektrode
9 kann der Fachmann leicht derart wählen, dass bei der
gegebenen Dotierungskonzentration der epitaktischen Halbleiterschicht 12, der Dicke des Kanalgebietes 5 und der Dicke der Isolierschicht
15 ein Verarraungsgebiet 6 gebildet wird, das sich von
der Oberfläche I4 her über die ganze Dicke des Kanalgebietes 5
bis zum Verarmungsgebiet 19 erstreckt, wodurch eine Verarmungsschicht
(6119) erhalten wird, die zwischen dem Source-Gebiet 7 und
dem Drain-Gebiet 8 des Feldeffekttransistors liegt und sich über die ganze Dicke der epitaktischen Halbleiterschicht 12 erstreckt.
Durch das Fehlen beweglicher Ladungsträger im Yerarmungsgebiet (6,19) ist der spezifische Widerstand im Kanalgebiet 5 sehr hoch,
wodurch die Leitfähigkeit zwischen dem Source—Gebiet 7 und dem
Drain-Gebiet 8 und zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3» äie im
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Source-Elektrode bzw. eine Drain-Elektrode des Transistors bilden, sehr klein ist. Der Schalter
befindet sich daher nun im "Aus'^Zustand. .
Wie bereits bemerkt wurde, ist die Spannung an der Gate-Elektrode 9 derart gross gewählt, dass, bei der gegebenen
Dotierungskonzentration der epitaktischen Halbleiterschicht 12, an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht 12 und der
Isolierschicht I5 Inversion des Leitfähigkeitstyps möglich ist.
Dies bedeutet, dass in dem thermischen Gleichgewichtszustand,.der der vorherrschenden Temperatur und der gegebenen Spannung "an der
, Gate-Elektrode 9 entspricht, an der genannten Grenzfläche eine Halbleiterschicht vorhanden ist, deren Leitfähigkeitstyp dem der
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epitaktischen Halbleiterschicht 12 entgegengesetzt ist und in der somit die beweglichen Ladungsträger durch Löcher gebildet werden.
In Pig. 6 ist der thermische Gleichgewichtszustand, in dem an der genannten Grenzfläche eine" Inversionsschicht 21, die durch die
Löcher darstellenden Kreuzchen angedeutet ist, gezeigt. Die Löcher schirmen wenigstens teilweise das von der Spannung an der Gate-Elektrode
9 erzeugte elektrische Feld ab, wodurch die Dicke des Verarmungsgebietes 6 kleiner als beim Fehlen der Inversionsschicht
21 ist und im Kanalgebiet 5 wieder ein leitender Kanal zwischen dem Source-Gebiet 7 und dem Drain-Gebiet 8 vorhanden ist.
Daher kann durch das Anlegen der Spannung an die Gate-Elektrode 9 <ier Transistor auf den "Aus"-Zustand eingestellt
werden, in dem die Leitfähigkeit zwischen dem Source-Gebiet 7 und dem Drain—Gebiet 8 verhältnismässig niedrig ist, wonach der
Transistor dadurch, dass Löcher für die Bildung der Inversionsschicht 21 verfügbar werden, von dem "Aus"—Zustand in den "Ein"-Zustand
übergehen kann, in dem die Leitfähigkeit zwischen dem Source-Gebiet 7 und- dem Drain-Gebiet 8 verhältnismässig hoch ist.
Fig. 5 zeigt die Zwischenstufe zwischen dem Zeitpunkt, zu dem sich
das Verarmungsgebiet 6 durch das Anlegen der Spannung an die Ga+e-Elektrode
9 (siehe Fig. 4) gebildet hat und dem Zeitpunkt, zu dem der neue thermische Gleichgewichtszustand erreicht ist, wie in
Fig. 6 dargestellt ist.
Die Geschwindigkeit, mit der der thermische Gleich- .
gewichtszustand und somit auch die Schaltzeit des Schalters erreicht wird, wird durch die Geschwindigkeit, mit der die Inversionsschicht
21 gebildet werden kann, also durch die Anzahl verfügbarer Löcher,
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oder durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die Löcher, die
für den Aufbau der Inversionsschicht 21 benötigt werden, zur Verfügung gestellt werden.
Diese Löcher können z.B. unter thermischem Einfluss gebildet werden, wobei diese Löcherbildung insbesondere im Verarmungsgebiet
6 selbst stattfindet. Palls die Ladungsträgerbildung unter thermischem Einfluss die einzige Löcher-liefernde Quelle
bildet, wird-bei gegebener Temperatur und gegebener Spannung an der Gate-Elektrode 9 - eine maximale Sehaltzeit erhalten. Der Verlauf
der Leitfähigkeit 6 des Kanalgebietes 5 unter dem Einfluss der
thermischen Ladungsträgerbildung ist als Punktion der Zeit t in Fig. 7 durch die Kurve 22 dargestellt. In dieser Figur sind die
Leitfähigkeit <ί des Kanalgebietes 5 in beliebigen Einheiten als
Ordinate und die Zeit t, ebenfalls in beliebigen Einheiten, als Abszisse aufgetragen, wobei der Zeitpunkt t = 0 dem Zeitpunkt
entspricht, zu dem an die Gate-Elektrode 9 der negative Span-?
nungsimpuls angelegt wird. In dieser Figur sind ausserdem die Werte ^ und <£ angegeben, wobei ^1 die Leitfähigkeit des Kanalgebietes
5 in thermischem Gleichgewicht und £Q einen geeignet
gewählten Wert für die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 darstellt, wobei, wenn die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 5 niedriger als
^n ist, angenommen wird, dass sich der Schalter im "Aus"-Zustand
befindet, während, wenn die Leitfähigkeit (S grosser als ο ist,
sich der Schalter im "Ein"-Zustand befindet. Der Wert von *=0 kann
z.B. derart gewählt werden, dass das Verhältnis —r-r etwa 0,5 ist.
Die mit 22 bezeichnete Kurve stellt den Verlauf der Leitfähigkeit £ für den Fall dar, dass die einzige Quelle zur
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Lieferung von Löchern durch thermische Ladungsträgerbildung gebildet
wird. Vie in Fig. 7 dargestellt ist, ist die Leitfähigkeit <i
des Kanalgebietes 5 zu dem Zeitpunkt, zu dem t = 0 ist, praktisch gleich Null (oder wenigstens sehr klein), indem die Verarmungsgebiete 6 und 19 sich zusammen über die ganze Dicke der epitaktischen
Halbleiterschicht 12 erstrecken.
Infolge der thermisch bewirkten Bildung von Ladungsträgern
nimmt die Leitfähigkeit <^ danach allmählich zu, bis der
dem neuen thermischen Gleichgewichtszustand entsprechende Wert <=.
erreicht wird. Die Schaltzeit, unter der das Zeitintervall zwischen t = 0 und dem Zeitpunkt t zu verstehen ist, zu dem die Leitfähigkeit
£ den Wert ω_ erreicht, ist in Fig. 7 mit t. bezeichnet.
Die mit 23 und 24 bezeichneten Kurven zeigen qualitativ
den Verlauf der Leitfähigkeit ο des Kanalgebietes 5 für zwei Fälle,
in denen auf die Oberfläche I4 der epitaktischen Halbleiterschicht
12 Strahlung 11 einfällt, wobei die Intensität der Strahlung 11 im
Falle der Kurve 24 grosser als im Falle der Kurve 23 ist. V.'ie in
Fig. 7 dargestellt ist, hängt die Neigung der Kurven, die die Schaltzeiten t. bzw. t bestimmt, die durch die Schnittpunkte der
Kurven mit der Linie ^ geggben sind, in erheblichem Kasse von der
Intensität der einfallenden Strahlung 11 ab, und zwar derart, dass
bei zunehmender Intensität der Strahlung 11 die Schaltzeit t des Schalters kurzer wird. Diese .Tatsache kann z.B. in der Photographic
ausgenutzt werden, um einen Zeitschalter zu erhalten, dessen Schaltzeit durch die Lichtintensität bestimmt wird.
Es sei bemerkt, dass die Leitfähigkeit € in den den
Kurven 23 und 24 entsprechenden Fällen einen regelmässigen Verlauf
409814/1121
-29- PHN. 6545.
1-9-1973.
aufweist. Es leuchtet jedoch ein, dass dies nicht immer der Fall
zu sein braucht. So. ist es z.B. möglich, dass durch eine schnelle
Aenderung der Lichtintensität die Leitfähigkeit beim Betrieb plötzlich auch mehr oder weniger schnell zunehmen wird. Die Schaltzeiten
des hier beschriebenen Schalters hängen ausser von der Intensität der Strahlung 11 von einer Anzahl Faktoren ab, wie z.B.
von den seitlichen Abmessungen des Feldeffekttransistors, von der
Wahl des Wertes o„, von der Spannung an der Gate-Elektrode 9>
von der Dicke und/oder der Transparenz der Isolierschicht I5» von der
Dotierungskonzentration der epitaktischen Halbleiterschicht 12 und der Zonen 18 und von der Sperrspannung am PN-Uebergang 20
zwischen der epitaktischen Halbleiterschicht 12 und'dem Substrat 13·
Diese Faktoren können vom Fachmann derart gewählt oder kombiniert werden, dass ein Schalter mit den gewünschten Eigenschaften erhalten
werden kann.
Wie ausserdem in Fig. 5 dargestellt ist, hängt die
Dicke des Kanalgebietes 5 von der Dicke der Verarmungsschicht. 19
zwischen dem P-leitenden Substrat 13 und der N-leitenden epitaktischen
Halbleiterschicht 12 ab. Die Dicke dieser Verarmungsschicht
19 wird, ausser durch die verschiedenen Dotierungskonzentrationen,
weiter durch die Spannung am ΡΪΤ-Uebergang 20 bestimmt. Diese Tatsache
kann dazu ausgenutzt werden, die Schaltzeit des Schalters auch noch durch die Wellenlänge der Strahlung 11 bestimmen zu
lassen, weil die Eindringtiefe der Strahlung 11 von der Wellenlänge abhängig ist. Strahlung, die in der Verarmungsschicht 19
absorbiert wird (und somit eine verhältnismassig grosse Eindringtiefe
aufweist), erzeugt in dieser Verarmungsschicht Loch-Elektron-
409814/1121
-30- PHIT. 6345.
1-9-1973.
Paare, deren Löcher über das Substrat 13 abgeführt werden. Diese
Strahlung trägt also nicht zu der Bildung der Inversionsschicht bei und übt dadurch auf die Schaltzeit keinen Einfluss aus. Durch
Regelung der Dicke der Verarmungsschicht 19 kann auf diese \.'eise
vorteilhaft der Vellenlängenbereich dieser nicht effektiven Strahlung geregelt werden.
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Struktur kann mit Hilfe der bekannten planaren Halbleitertechniken
hergestellt werden. Es wird von einem P-leitenden Siliziumsubstrat'
13 mit einer Dicke von etwa 25O mm und einem spezifischen Widerstand
von 1 - 5 -A. cm ausgegangen. Um die vergrabene P-leitende Zone 18 zu
erhalten, wird über eine übliche Diffusionsmaske in das Substrat eine ringförmige P-leitende Oberflächenzone eindiffundiert, die
den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat I3 aufweist und
stärker als dieses Substrat dotiert ist. Die Diffusionsmaske wird anschliessend entfernt, wonach die li-leitende epitaktische Halbleiterschicht
12 dxirch Ablagerung von Silizium auf dem Substrat angebracht wird.
Die Dicke der epitaktischen Halbleiterschicht 12 beträgt etwa J>/um und der spezifische Widerstand etwa 0,5_/i«cm.
Diffusion von Phosphoratomen über eine Diffusionsmaske, die auf
der Oberfläche I4 der epitaktischen Halbleiterschicht 12 angebracht
ist, werden die niederohmigen N-leitenden Kontaktzonen 16
angebracht. Auf in der Halbleitertechnologie übliche Weise können dann die Gate-Elektrode 9j die Source-Elektrode oder Anschlussklemme
2 und die Drain-Elektrode oder Anschlussklemme 3 durch Niederschlagen und Äetzen von Aluniniiua angebracht werden.
A098U/1 121
-31- PHH. 6545.
1-9-1975
Der Wert der in Fig. 7 angegebenen Schaltzeit t. liegt
"bei Zimmertemperatur in der Grössenordnung von einigen Sekunden
und kann z.B. mit Hilfe einer zusätzlichen parallel geschalteten Kapazität oder durch Herabsetzung der Temperatur beträchtlich vergrössert
werden.
In Fig. 15'ist beispielsweise eine elektrische Schaltung
dargestellt, in der der Schalter nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Der Schalter ist durch den Feldeffekttransistor
T angedeutet, dessen Drain-Zone 8 (oder Anschlussklemme 2) über den Widerstand R an eine feste Spannung V angelegt
ist, während die Source-Zone 7 (oder Anschlussklemme 3) s.n Erde
gelegt ist. Die Gate-Elektrode 9 ist mit der Spannungsquelle 10
verbunden, mit deren Hilfe an die Gate-Elektrode 9 ein negativer
Spannungsimpuls angelegt werden kann.
Die Anschlussklemmen 2 und 3 sind mit einem Belastungskreis 70 verbunden, der mit Hilfe der Spannung zwischen den Anschlussklemmen
2 und 3 gegebenenfalls erregt werden kann. Der Kreis 70 enthält u.a. ein schematisch dargestelltes magnetisches
Relais 71, mit dessen Hilfe gegebenenfalls ein elektrischer Strom durch den die Spannungsquelle 72 und die Strahlungsquelle 73 enthaltenden
Kreis geschickt werden kann. Die Strahlungsquelle 73 dient zum Emittieren von Strahlung 74 zu einer photographischen
Platte 75j die während einer gewissen Belichtungszeit belichtet
werden soll.
Wenn zu. dem in Fig. -7 niit t = 0 angegebenen Zeitpunkt
mit Hilfe der Kittel 10 ein negativer Spannungsimpuls angelegt wird, kann infolge des gebildeten VerarmungsgeMetes kein Strom mehr von
A098U/1121
-32- PHH. 6545.
1-9-1973.
+V zu Erde über.den Transistor T fliessen. In dieser Situation
ist der Spannungsunterschied zwischen den Anschlussklemmen 2 und praktisch gleich +V Volt (oder wenigstens verhältnismässig gross).
Diese Spannung und somit der Strom durch die Spule 76 und das mit
diesem Strom einhergehende Magnetfeld wird genügend gross gewählt, um das Relais ,71 erregen zu können, wodurch die Strahlungsquelle
70 elektromagnetische Strahlung 74 zu der photographischen
Platte 75 emittieren kann.
Dadurch, dass infolge z.B. der thermischen Generation
von Ladungsträger die Leitfähigkeit in dem Kanalgebiet des Transistors T allmählich zunimmt, wird auch der Strom durch den Transistor
T allmählich zunehmen. Dabei wird die Spannung zwischen den
Anschlussklemmen 2 und 3 und wird somit auch der Strom durch die
Spule 76 ebenfalls allmählich abnehmen. Bei t = t. (siehe Fig. 7)
ist di.e Spannung zwischen den Klemmen 2 und 3 derart weit herabgesunken,
dass der Strom durch die Spule "]6 und die magnetische
-Feldstärke in oder in der Nähe der Spule 76 unterhalb eines
Schwellwertes herabgesunken sind, bei dem das Relais 71 von dem
"Ein"-Zustand in den "Aus"-Zustand übergeht und die Strahlungsquelle
73 nicht mehr erregt wird.
Pig, 8 zeigt eine Draufsicht auf und Fig. 9 einen
Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Zeitschalters nach der Erfindung, der einen Zeitmechanismus in Form eines Feld-r
effekttransistors T. von einem Typ enthält, in dem die Leitfähigkeit des Kanalgebietes durch Regelung der Dicke eines 'Terarmungsgebietes
30 geregelt werden kann.
Der in Fig. 9 mit T bezeichnete Feldeffekttransistor
409S1 A/ 1121
-33- PHN. 6545.
1-9-1973.
enthält ein Source-Gebiet 31 und ein Drain-Gebiet 32 aus Umleitendem
Silizium mit einem zwischenliegenden Kanalgebiet 33 ebenfalls aus N-leitendem Silizium und mit einer Gate-Elektrode 34 zur
Regelung der Leitfähigkeit des Kanalgebietes 33·
Mit Hilfe der Mittel (Spannungsquelle 35, Schalter 36)
kann an die Gate-Elektrode 34 eine Spannung zur Bildung eines Verarmungsgebietes
30 angelegt werden, das in Fig. 9 mi"& gestrichelten
Linien angegeben ist und eine verhältnisinässig niedrige Leitfähigkeit
im Kanalgebiet 33 zur Folge hat. Dadurch, dass Ladungsträger verfügbar werden, kann die Dicke des Verarmungsgebietes 30 im Laufe
der Zeit abnehmen, wodurch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 33 wieder zunehmen kann.
Wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel enthält der Schalter zusätzliche Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diese- zusätzlichen Mittel durch einen wenigstens zeitweilig in Durchlassrichtung vorgespannten
gleichrichtenden Uebergang 37 gebildet, mit dessen Hilfe Ladungsträger
in das Verarmungsgebiet 30 injiziert werden können.
Um den Verlust an injizierten Ladungsträgern infolge Rekombination möglichst klein zu halten, ist der Abstand zwischen
dem gleichrichtenden Uebergang 37 und dem Verarmungsgebiet 30
höchstens gleich der Diffusionslänge von Minoritätsladungsträgern im Kanalgebiet 33 des Feldeffekttransistors T gewählt.
Der gleichrichtende Uebergang 37» der einen Teil der
genannten zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildet, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Drain-Gebiet
32 des Feldeffekttransistors 1J?.. angebracht. Die Dicke des Kanal-
4 0-9 8 U/ 1121
-34- . PHIT. 6545.
1-9-1973.
gebietes 33 und die Dotierungskonzentration und die Spannung an der
Gate-Elektrode 34 werden derart gewählt, dass im Kanalgebiet 33 ein
Verarmüngsgebiet 30 gebildet wird, das sich über die ganze Dicke des
Kanalgebietes 33 erstreckt. Dadurch, können das Source-Gebiet 31 und
das Drain-Gebiet 32 elektrisch völlig gegeneinander isoliert werden,
wodurch das Drain-Gebiet 32» in dem der gleichrichtende Uebergang
37 angebracht ist, auf ein elektrisch schwebendes Potential gebracht
wird, wie an Hand der Figuren 11 und 12 nooh näher auseinander
gesetzt werden- wird. In diesem Zustand kann die Injektion von Ladungsträgern durch den lieber gang 37 sehr gering sein, indem
die Torwartsspannung an Üebergang 37 klein ist. Zu dem Zeitpunkt,
zu dem im Kanalgebiet 33 aber ein leitender Kanal gebildet wird und also das Potential des Drain-Gebietes 32 durch das Potential
des Source-Gebietes 31 bestimmt werden wird, kann die Injektion
von Ladungsträgern infolge der zunehmenden Spannung am TJebergang
sehr schnell zunehmen.
Um den Zeitpunkt, zu dem im Kanalgebiet 33 der genannte
leitende Kanal 33 gebildet wird, nach Wunsch einstellen zu können,
weisen die genannten zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern mindestens einen weiteren in der Durchlassrichtung vorgespannten
gleichrichtenden üebergang 38 auf. An diesen Üebergang 38
kann dann eine kleine köns-tante Spannung angelegt werden, die eine
verhältnismässig geringe, aber konstante Injektion von Ladungsträgern
in das Verarmungsgebiet 30 zur Folge hat. ■'"■"
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Feldeffekttransistor
T1 vom Typ, dessen Gate-Elektrode 34 durch einen
gleichrichtenden Üebergang 39 von dem Kanalgebiet 33 getrennt ist.
4098 U/ 112 1
-35- PHN. 6545.
. 1-9-1973.
Dabei sind schematisch durch den Schalter 36 dargestellte Mittel
vorgesehen, mit deren Hilfe die Gate-Elektrode 34 zeitweilig mit
einer Spannungsquelle verbunden werden kann, "die in Fig. 9 schematisch
durch den.Block 35 dargestellt ist. ItLt Hilfe des Schalters
36 kann nach dem Anlegen der Spannung an die Gate-Slektrode 34 ^ie
Verbindung zwischen der Gate-Elektrode 54 und der Spannu'ngsquelle
unterbrochen werden.
Indem die Gate—Elektrode 34 mit der Spannungsqiaelle 35
verbunden wird, kann das Verarmungsgebiet 30 gebildet werden. Nach
Unterbrechung der Verbindung zwischen der Gate-Elektrode 34 der Spannungsquelle 35 nimmt die Dicke des Verarmungsgebietes 30 ab,
je nachdem Ladungsträger zum Ausgleichen der Raumladung in der Gate-Elektrode
34 verfugbar sind. Die dazu benötigten Ladungsträger können, ausser durch thermisch bewirkte Bildung, auch, wie bereits
auseinander gesetzt wurde, von den gleichrichtenden Uebergängen 37 und 30 geliefert werden. .
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Zeitmechanismus des Schalters einen ersten Feldeffekttransistor T. vom
Typ, in dem die Gate-Elektrode 34 durch einen gleichrichtenden TJebergang
39 von dem Kanalgebiet 33 getrennt wird."Der Transistor 1. enthält ein N-leitendes Source-Gebiet 3I» ein K-leitendeis Drain-Gebiet
32 und ein zwischenliegendes Kanalgebiet 33» wobei in dem
Drain-Gebi-et, 3.2 der einen Teil der genannten zusätzlichen Mittel
zum Zuführen von Ladungsträgern bildende gleichrichtende Uebergang
37 angebracht ist. Der gleichrichtende Uebergang 37 wird dabei
durch einen ΡΪΤ-Uebergang zwischen dem N-leitenden Drain-Gebiet 32
und, der in das Drain-Gebiet 32 eindiffundierten P-leitenden Zone 40
4 0 9 8 U / 1 1 2 1
-56- . FHN. 6545,
1-9-1975.
gebildet.
Die Anschlussklemmen 2 und 3 des Schalters können direkt
rait dem Source-Gebiet 31 und z.B. mit der P-leitenden Zone 40
kontaktiert sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Anschlussklemmen 2 und 3 jedoch mit dem Source-Gebiet 41 und dem
Drain-Gebiet 42 eines zweiten Feldeffekttransistors T? kontaktiert,
der ebenfalls zum Typ gehört, bei dem die Gate-Elektrode 43 durch
einen gleichrichtenden Uebergang 44 von dem Kanalgebiet 45 getrennt
wird.
Der Transistor T? enthält, wie der Transistor T1,
ein N-leitendes Source-Gebiet 41 und ein gleichfalls N-leitendes
Drain-Gebiet 42 mit einem zwischenliegenden N-leitenden Kanalgebiet
45» sowie eine Gate-Elektrode 43» <^e leitend mit der Gate-Elektrode
34 d_e's genannten ersten Feldeffekttransistors T. verbunden
ist.
Es sei bemerkt, dass im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel das Source-Gebiet 31 des Transistors T ebenfalls
einen Teil des Source-Gebietes 41 des Transistors T_ bildet,
das völlig das Drain-Gebiet 42 des Feldeffekttransistors T umgibt,
so dass das Source-Gebiet 31»41 den Transistoren T. und T
gemeinsam ist.
Durch das Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektrode 34 des Feldeffekttransistors T. wird, ausser im Kanalgebiet
33 des Transistors T1, auch im Kanalgebiet 45 des Feldeffekttransistors
T ein Yerarmungsgebiet 30 gebildet, wodurch
die Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 verhältnismässig
niedrig wird. Ausserdem wird auch dadurch, dass
4098 U/U2-1
-37- " PHN.
1-9-1973-.
die Gate-Elektrodsn 45 und 34 leitend miteinander verbunden sind,
die Dicke des Verarmungsgebietes 30 an der Stelle des Kanalgebietes
45 des Transistors T^ umso kleiner, je mehr Löcher vom
PlT-Uebergang 37 in* Drain-Gebiet 32 des Transistors T. zur Verfugung
gestellt werden.
Um eine längere Schaltzeit zu erhalten, weist das Kanalgebiet 33 des ersten Feldeffekttransistors T eine geringere
Dicke als das Kanalgebiet 45 des genannten zweiten Feldeffekttransistors Tp auf. Dadurch kann durch das Anlegen einer
Spannung an die Gate-Elektroden 34 und 43 der Feldeffekttransistoren T bzw. T ein Verarmungsgebiet 30 gebildet werden, das sich
in Kanalgebiet 4P des zweiten Feldeffekttransistors T über eine
grössere Dicke als das Kanalgebiet 33 des ersten Feldeffekttransistors T erstreckt. Dabei kann im Kanalgebiet 45 zwischen dem
Source-Gebiet 4I und dem Drain-Gebiet 42 des Feldeffekttransistors
T_ bereits ein, wenn auch hochohmiger, leitender Kanal vorhanden sein, wie in Fig. 9 dargestellt ist, während zu gleicher
Zeit im Feldeffekttransistor T. das Source-Gebiet 3I und das
Drain-Gebiet 32 elektrisch noch völlig gegeneinander dadurch
isoliert sind, dass sich das Verarmungsgfebiet 30 noch innerhalb
des schmaleren Kanalgebietes 33 erstreckt. Erst nachdem die Dicke des Verarmungsgebietes genügend weit abgenommen hat,
kann auch im Feldeffekttransistor T. ein leitender Kanal zwischen dem Source-Gebiet 31 und dem Drain-Gebiet 32 gebildet· werden,
wodurch die Vorwärtsspannung am Pli-Uebergang 37 genügend gross
werden kann, um einen beschleunigten Abbau des Verarmungsgebietes 30 zu bewirken.
£0981 4/ 1121
-38- PHN. 6545.
1-9-1973.
Der Schalter enthält im vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen Halbleiterkörper mit einer an die Oberfläche 46 des
Halbleiterkörpers grenzenden N-leitenden epitaktischen Schicht
aus Silizium, die auf einem P-leitenden Siliziumsubstrat 40 angebracht
ist. Die Source-Gebiete 31 bzw. 4I und die Drain-Gebiete
bzw. 42 der Feldeffekttransistoren T. und T werden durch an die
Oberfläche 46 grenzende Gebiete der epitaktischen Schicht 47 gebildet,
die, wie in Fig. 9 dargestellt ist, mit Oberflächenzonen 50 versehen sein können, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie
die epitaktische Schicht 47 aufweisen, stärker als diese Schicht dotiert sind und niederohmige Kontaktzonen für die Source- und
Drain-Gebiete der Feldeffekttransistoren T1 und T„ bilden. Das
P-leitende Substrat 48 bildet dabei eine den beiden Feldeffekttransistoren
T und T„ gemeinsame Gate-Elektrode (34»43)>
wodurch keine weiteren Mittel angebracht zu werden brauchen, durch die die Gate-Elektroden 34 und 43 der Feldeffekttransistoren T. und
T leitend miteinander verbunden werden.
. . An der Stelle der Grenzflächen zwischen dem Substrat
48 und dem Kanalgebiet 33 cLes Feldeffekttransistors T. und zwischen
dem Substrat 48 und dem Kanalgebiet 45 des Feldeffekttransistors
T sind P-leitende vergrabene Zonen 51 angebracht, die den gleichen
Leitfähigkeitstyp wie das P-leitende Substrat 48 aufweisen und
stärker als dieses Substrat dotiert sind. Durch diese Zonen 5I
vom P-Typ, die in Fig. 8 mit gestrichelten Linien angegeben sind, kann sich das Verarmungsgebiet 30 z.B. an der Stelle des Kanalgebietes
45 über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht 47 erstrecken, ohne dass es z.B. den gleichrichtenden TJebergang 37»
409814/1121
-59- PHN. 6545.
1-9-1973.
der durch einen Pli-Uebergang zwischen der epitaktischen Schicht
und der in der epitaktischen Schicht angebrachten P-leitenden Oberflächenzone 40 gebildet wird, erreicht, wodurch ein Durchschlag
("punch-through") zwischen dem Substrat 48 und der
P-leitenden Oberflachehzone 40 vermieden wird.
Die verschiedenen Dicken der Kanalgebiete 33 und 45
werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erhalten, dass'
an der Stelle des Kanalgebietes 33 <les ersten Feldeffekttransistors
T. in der epitaktischen Schicht 47 eine Oxidschicht 52 angebracht
ist. Die Oxidschicht 52 ist, von der Oberfläche 46 der
epitaktischen Schicht 47 her, über praktisch ihre ganze Dicke
in die epitaktische Schicht 47 versenkt und bestimmt zusammen mit der gegenüberliegenden vergrabenen Zone 51 clie Dicke des
zwischen der Oxidschicht 52 und der vergrabenen Schicht 5I
liegenden Kanalgebietes 33 des Feldeffekttransistors T..
Die P-leitende Oberflächenzone 40 grenzt an das versenkte
Oxid 52, wodux'ch eine gedrängte Struktur erhalten werden
kann.
Die P-leitende Oberflächenzone 40 sowie die P-leitende
Zone 53» ö-ie den weiteren gleichrichtenden Uebergang 38 Ei*
der li-leitenden epitaktischen Schicht 47 bildet, sind über Kontaktfenster
in der auf der Oberfläche 46 angebrachten passivierenden
Siliziuaoxidschicht 54 mit den Kontaktflächen 55 bzw.
56 kontaktiert.
Die Anschlussklemmen 2 und 3 sind gleichfalls in Form von Kontaktflächen (siehe Figuren 8 und 9) über Fenster in
der Oxidschicht 54 mit <ien Source-Gebiet 4I bzw. dem Drain-Gebiet
409814/1 12-l·
-40- PHN. 6545.
1-9-1973.
42 des Feldeffekttransistors T_ kontaktiert, wobei die Anschlussklemme
2 zugleich ein Verbindungsglied für das Source-Gebiet des Feldeffekttransistors T1 bildet.
Es sei bemerkt, dass in der Draufsicht nach Fig. 8 die Oxidschicht 54 und auch die Kontaktfenster in dieser Oxidschicht
nicht dargestellt sind. Die vergrabenen P-leitenden Zonen 51 sind in Fig. 8 mit" gestrichelten Linien angegeben.
Uun wird an Hand der Figuren 10, 11 und 12 die Wirkung
des in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Schalters näher beschrieben werden. In Fig. 10 sind der Verlauf der Leitfähigkeit
& t in beliebigen Einheiten ausgedrückt, als Ordinate des
Diagramms und die Zeit t, ebenfalls in beliebigen Einheiten ausgedrückt,
als Abszisse des Diagramms aufgetragen. In den Figuren 11 und 12 ist ein Teil der in Fig. 9 dargestellten Struktur zu
verschiedenen-Zeitpunkten beim Betrieb des Schalters gezeigt,
wobei dieser Teil u.a. das Soux'ce-Gebiet 31» das Kanalgebiet 33
des Feldeffekttransistors T , die P-leitende Oberflächenzone 40
und einen Teil des Kanalgebietes 45 und des Drain-Gebietes 42 des
Feldeffekttransistors T enthält. ·
Der Deutlichkeit halber ist die Oxidschicht 54 in
den Figuren 11 Und 12 nicht dargestellt. Die Anschlussklemmen 2 und 3 des Schalters und die Kontaktfläche 55 der P-leitenden
Oberflächenzone 40 sind in diesen Figuren nur schematisch dargestellt.
An den PN-Uebergang 37 ist eine Vorwärtsspannung angelegt
, die schematisch durch eine zwischen der Anschlussklemme 2 und der Kontaktfläche 55 eingeschaltete Spannungsquelle 57 dargestellt
ist.
4098U/1121'
-41- . PHN. 6545.
1-9-1973.
Zunächst wird das Substrat 48 mittels des Schalters
mit der Spannungsquelle 35 verbunden, wodurch an den PN-Uebergang
39 zwischen dem Substrat 48 und der epitaktischen Schicht 47 eine
Sperrspannung angelegt wird. Diese Spannung wird bei der gegebenen Dicke der epitaktischen Schicht 47 und den Dotierungskonzentrationen
der epitaktischen Schicht 47 und der vergrabenen Zonen 51
derart gross gewählt, dass ein Verarmungsgebiet 30 gebildet wird,
das sich über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht 47 erstreckt, wie in Fig.· 11 an der Stelle des Kanalgebietes 45 des
Feldeffekttransistors T„ dargestellt ist. Dadurch ist zwischen
dem Source-Gebiet 41 und dem Drain-Gebiet 42 und also auch
zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 des Schalters praktisch keine Leitfähigkeit möglich.
Zugleich erstreckt sich das Verarmungsgebiet 30 dabei
auch über die ganze Dicke des Kanalgebietes -33 des Feldeffekttransistors
T1, so dass das Drain-Gebiet 32, in dem die P-leitende
Oberflächenzone 40 angebracht ist, in elektrischer Hinsicht auf ein schwebendes Potential gebracht wird. Die Spannung
am PN-Üebergang 37 wird dadurch sehr niedrig, wenigstens
sehr viel niedriger als die von der Spannungsquelle 57 gelieferte Spannung, die grössienteils über dem im Kanalgebiet 33 vorhandenen
Verarmungsgebiet 30 steht. Die Injektion von Löchern durch den
Pli-TIebergang 37 i^ die Verarmungsschicht 30 ist dadurch wenigstens
in diesem Zustand vernachlässigbar gering^
Zu dem Zeitpunkt t — 0, zu dem mittels des Schalters 36 die Verbindung zwischen dem Substrat 48 - das die Gate-Elektrode
der Feldeffekttransistoren T und T_ bildet - und der Span-
A098U/1121
-42- PEN. 6545.
1-9-1973.
nungsquelle 35 unterbrochen wird, ist, wie in Fig. 10 mit der
Kurve 58 angegeben ist, die Leitfähigkeit € des Kanalgebietes 45
zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 des Schalters praktisch gleich KuIl oder wenigstens sehr gering.
Falls nun keine Löcher vom PN—Uebergang 38 geliefert
werden, kann die Dicke des Verarmungsgebietes 30 nur dank der
thermisch bedingten Bildung von Löchern'abnehmen, weil am PK-Debergang
37 praktisch keine Vorwärtsspannung liegt und weil die Verbindung zwischen dem Substrat 48 und der Spannungsquelle 35
mit Hilfe des Schalters 36 unterbrochen ist, so dass über diesen
Weg dem Substrat 48 auch keine Löcher zugeführt werden können.
Wie in Fig. 10 mit Kurve 53 angegeben ist, nimmt die Leitfähigkeit
ό des Kanalgebietes 45 des Transistors T? infolge der
thermisch bedingten Ladungsträgerbildung anfänglich allmählich zu. Es wird zwar ein leitender Kanal im Kanalgebiet 45 gebildet,
aber die Struktur des Schalters kann derart gewählt werden, dass die Leitfähigkeit 6 dieses leitenden Kanals verhältnismässig
niedrig im Vergleich zu der Leitfähigkeit des Kanalgebietes 45 bleibt, für den Fall, dass kein Verarmungsgebiet 30 vorhanden
ist.
Dadurch, dass ausserdem die Dicke des Kanalgebietes des Transistors T geringer als die des Kanalgebietes 45 des Transistors
T ist, bleiben von dem.Zeitpunkt t = 0 an während einer
bestimmten Zeit, die der Schaltzeit praktisch gleich ist, das Source-Gebiet 3I und das Drain-Gebiet 32 des Transistors T durch
das Vorhandensein d,es Verarmungsgebietes 30, das sich nach wie vor
über die ganse Dicke des Kanalgebietes 33 erstreckt, elektrisch
k 098 U/ 112 1
-43- FHN. 6545.
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7347595
gegeneinander isoliert.
Zu dem in Pig. 10.mit t. bezeichneten Zeitpunkt hat
die Dicke des Verarmungsgebietes 30 derart weit abgenommen, dass
auch im Kanalgebiet 33 des Transistors T. ein leitender Kanal
zwischen dem Source-Gebiet 31 und dem Drain-Gebiet 32 des Transistors T. gebildet wird. Dieser Kanal (siehe Fig. 12) verbindet
das Drain-Gebiet 32 mit dem Source-Gebiet 31 j wodurch die Spannung
am Pli-Uebergang 37 zwischen der P-leitenden Oberflächenzone
40 und dem Drain-Gebiet 32 ansteigen kann. Der PN-Uebergang
37 kann von diesem Zeitpunkt an Löcher in das Verarmungsgebiet injizieren, wodurch die Dicke des Verarmungsgebietes 30 weiter
abnimmt und die Leitfähigkeit des Kanalgebietes 45 des Transistors
T schneller zunimmt. Zu gleicher Zeit nimmt jedoch auch die Leitfähigkeit,
des Kanalgebietes 33 des Feldeffekttransistors T1 infolge
der Injektion von Löchern über den üebergang 37 zu, wodurch
die Vorwärtsspannung aa PE-Uebergang 37 weiter ansteigen und die
Injektion von Löchern über den PF-Üebergang 37 weiter zunehme^ kann.
Mit anderen Worten: es ergibt sich eine Art Schneeballeffekt, der,
wie in Fig. 10 dargestellt ist, eine sehr schnelle Aenderung der Leitfähigkeit des Kanalgebietes 45· und also auch der Leitfähigkeit
zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 zur Folge hat; dies im
Gegensatz zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, bei dem die
Aenderung der Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen 2 und
einen gleiehmässigeren Verlauf aufwies.
Der "!Zeitpunkt t, zu dem im Kanalgebiet 33 ^e B Feldeffekttransistors T. ein leitender Kanal gebildet wird und der
Schalter von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand übergeht
U 0 9 8 U / 1 1 2 1
-44- ' . PHN. 6545»
1-9-1973.
- und "der daher praktisch gleich der Schaltzeit des Schalters ist ■
kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel noch nach Wahl mit Hilfe des gleichrichtenden PIi-Uebergangs 38 eingestellt werden. Dadurch,
dass an diesen Uebergang über den Anschlusskontakt 56 eine Spannung
mit einem geeigneten Wert angelegt wird, können ausser durch thermisch bedingte Ladungsträgerbildung auch von diesem Oebergang
38 Löcher in-das Verarmungsgebiet 30 injiziert werden, nachdem
die Verbindung zwischen dem Substrat 48 und der Spannungsquelle ■
35 unterbrochen ist.· Der Verlauf der Leitfähigkeit <£ des Kanalgebietes
45 des Transistors Q?„ als Punktion der Zeit t ist für
diesen Fall durch die Kurve 59 in Fig» 10 dargestellt. Wie in
dieser Figur dargestellt ist, wird durch das Anlegen einer niedrigen - Vorwärtsspannung am Uebergang 38 die Schaltzeit t,
die mit t„ bezeichnet ist, kürzer als wenn die benötigten Löcher
nur durch thermisch bedingte Bildung geliefert werden können. Dadurch, dass nun an den Uebergang 38 eine geeignete Vorwärtsspannung
angelegt wird, kann die Schaltzeit des Schalters auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. .
Die Werte von tn, t. usw. hängen nicht nur von den
angelegten Spannungen sondern auch von einer Anzahl weiterer Faktoren ab, wie von den seitlichen Abmessungen, von der Dotierung
- oder dem spezifischen Widerstand - der verschiedenen Zonen und Gebiete und z.B. auch von der Temperatur. Alle diese Faktoren
kann der Fachmann leicht derart kombinieren, dass innerhalb angemessener Grenzen ein Schalter mit den gewünschten Eigenschaften
erhalten wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das P-
409 8 U/1-1 21
-45- PHN. 6545-
1-9-1973.
7347595
leitende Substrat 48 einen spezifischen Widerstand von 1 - 5 -fi .cm
auf. Die epitaktische Schicht 47 weist eine Dicke von etwa 4/um
und einen spezifischen Widerstand von 0,5 -/X.cm auf. Die Dicke
der versenkten Oxidschicht 52 f die den Unterschied zwischen der
Dicke des Kanalgebietes 33 des Transistors T. und der Dicke des
Kanalgebietes 45 des Transistors T? bestimmt, beträgt etwa 0,3 /Um.
Je nach den weiteren seitlichen Abmessungen und den verwendeten Spannungen und gegebenenfalls weiteren parallel geschalteten
Kapazitäten kann die Schaltzeit über einen sehr grossen Bereich eingestellt werden.
Für die Herstellung der in den Figuren 8 und 9 dargestellten
Struktur wird von dem P-leitenden Siliziumsubstrat
mit einer Dicke von etwa 200/um und einem spezifischen Widerstand
von 1 - 5-Ί »cm ausgegangen. Durch Diffusion von Boratomen über
eine Diffusionsmaske werden zum Erhalten der P -leitenden'vergrabenen Zonen 51 im Substrat 48 P-leitende Oberflächenzonen 50 angebracht,
die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat aufweisen und stärker als dieses Substrat dotiert sind. Nach
Entfernung der genannten Diffusionsmaske wird auf dem P-leitenden Substrat 48 die N-leitende epitaktische Siliziumschicht 47 xu-i;
einer Dicke von etwa 4/um und einem spezifischen Widerstand von
0,5Λ «cm angebracht.
Auf in der Halbleitertechnik übliche Weise wird dann durch Örtliche Oxidation der Oberfläche 46 die versenkte Oxidschicht
52 angebracht. Die Siliziumoberfläche 46 kann dabei örtlich
gegen die Oxidation mit Hilfe einer Siliziumnitridschicht maskiert werden. Die Oxidationsbehandlung wird fortgesetzt, bis
4 098 U/ 1121
-46- PHN. 6545.
1-9-1973.
eine Oxidschicht'52 erhalten ist, die sich von der Oberfläche.46
der epitaktischen Schicht 47 her über eine Tiefe von etwa 0,3/um in die epitaktische Schicht 47 erstreckt.
Nach dem Anbringen der versenkten Oxidschicht 52
können auf übliche Weise die N -leitenden Kontaktzonen 50 und die
P-leitenden Oberflächenzonen 40 und 53 durch Diffusion von Phosphoratomen
bzw. Boratoraen über Diffusionsmaskeη in der epitaktischen
Schicht 47 angebracht und durch weitere bekannte Techniken mit Kontakten 2,3»55 und 56 versehen werden, wobei die Kontakte 2
und 3 die Anschlussklemmen des Schalters bilden.
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht
auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann noch viele Abwandlungen möglich sind.
So kann vorteilhaft im zweiten Ausführungsbeispiel der Transistor T_ noch mit einer isolierten Gate-Elektrode versehen
werden, die auf der Isolierschicht 54 angebracht ist und durch diese Schicht von dem darunterliegenden Kanalgebiet 45 getrennt
wird und die, in einer Richtung quer zur Oberfläche 46 der epitaktischen Schicht 47 gesehen, oberhalb des Kanalgebietes 45
liegt und das Drain-Gebiet 42 des Transistors H umschliesst.
Dadurch, dass an diese isolierte Gate-Elektrode eine Spannung angelegt wird, kann im Kanalgebiet 45 des Transistors T_ ein Verarmungsgebiet
gebildet werden, das sich von der Oberfläche 46 der epitaktischen Schicht 47 her in die epitaktische Schicht 47 erstreckt
und zusammen mit dem sich von dem Substrat 48 her in die
epitaktische Schicht 47 erstreckenden Verarmungsgebiet 30 das
409814/1 121
-47- PHN. 6545.
1-9-1973«
7347595
Kanalgebiet 45 sperrt. , . -. .
Dadurch kann vorteilhaft mit Hilfe einer niedrigeren
Sperrspannung aia PH-Uebergang 49 zwischen dem Substrat 48 und
der epitaktischen Schicht 47 dennoch im Kanalgebiet 45 des. Transistors
T„ ein Verarmungsgebiet gebildet werden, das sich über
die ganze Dicke des Kanalgebietes 45 erstreckt, wodurch u.a. die Möglichkeit, dass zwischen dem Substrat 48 und ,der P-leitenden
Oberflächenzone 40 und/oder der P-leitenden Zone 53 ein Durchschlag
("punch-through") auftritt, erheblich geringer wird.
Zur Herabsetzung der Energieableitung kann im zweiten Ausführungsbeispiel für die Spannungsquelle 57 ein Kondensator
verwendet werden, der eine genügend hohe Kapazität aufweist und
der auf eine genügend hohe Spannung mit der richtigen Polarität aufgeladen ist.
Die Leitfähigkeitstypen der verschiedenen Gebiete
können unter Anpassung der angelegten Spannungen umgekehrt werden,
in dem Sinne, dass N-leitende Gebiete in P-leitende Gebiete und
P-leitende Gebiete in N-leitende Gebiete umgewandelt werden.
Statt Silizium können auch andere Halbleiter-
III V
materialien, wie z.B. A B -Verbindungen, verwendet werden.
materialien, wie z.B. A B -Verbindungen, verwendet werden.
Die dargestellten Strukturen können nut anderen
Schaltungselementen einer elektrischen Schaltung, z.B. Transistoren,
Dioden, Widerstanden usw., in einem gemeinsamen Halbleiterkörper integriert werden. .
Weiter kann in den epitaktischen Schichten in den
beschriebenen Ausführungsbeispielen rings um die dargestellten
Strukturen eine Inselisolierung angebracht sein, die z.B. durch
4 0 9 8 U / 1 1 2 1
-48- PHN. 6545.
1-9-1973.
eine sich von der Oberfläche der epitaktischen Schicht bis zum
Substrat erstreckende P-leitende Zone oder durch eine versenkte sich gleichfalls über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht
erstreckende Schicht gebildet wird.
0 9 8 1 4/1121
Claims (1)
- -49- PHW. 6545.1-9-1973.PATENTANSPRÜCHE1. Elektiodscher Schalter, der zwei Anschlussklemmen zum Anschliessen in einem elektrischen Kreis enthält, wobei dieser Schalter einen ersten, nachstehend als "Ein"-Zustand bezeichneten Zustand, in dem die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen verhältnismässig hoch ist, und einen zweiten, nachstehend als "Aus"-Zustand bezeichneten.Zustand aufweist, in dem die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen verhältnismässig niedrig ist, wobei dieser Schalter weiter einen Zeitmechanismus zur Einstellung dieses Schalters auf einen der genannten Zustände enthält, und wobei der Schalter nach Einstellung auf diesen Zustand nach einer bestimmten Zeit, die nachstehend als Schaltzeit bezeichnet wird, automatisch von diesem Zustand in den anderen Zustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitmechanismus realisiert wird durch einen Feldeffekttransistor eines solchen Typs, in dem die Leitfähigkeit des Kanalgebietes durch Regelung der Dicke eines Veraraungsgebietes, das im Kanalgebiet gebildet werden kann, geregelt werden kann, wobei der Feldeffekttransistor ein Source-Gebiet und eintyp
Drain-Gebiet vom einen Leitfähigkeüg- mit einem zwischenliegenden Kanalgebiet vom gleichen Leitfähigkeitstyp und mit einer Gate-Elektrode zur Regelung der Leitfähigkeit des Kanalgebie.tes enthält, wobei Mittel zum Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektrode vorgesehen sind, wodurch im Kanalgebiet ein Yer'armungsgebiet gebildet wird, die Leitfähigkeit des Kanalgebietes verhältnismässig niedrig wird und der Schalter auf einen der genannten Zustände eingestellt wird, wonach die Dicke des VerarmungsgebietesA098U/ 1121-50- PHN. 6545.1-9-1973.dadurch zunehmen kann, dass infolge s.B. thermischer Einwirkung gebildete Ladungsträger verfügber werden, wodurch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes zunimmt und der Schalter in den anderen Zustand übergeht.2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Anlegen der genannten Spannung an die Gate-Elektrode ein Verarmungsgebiet gebildet wird, das sich praktisch über die ganze Dicke des Kanalgebietes erstreckt und das das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet elektrisch praktisch vollständig gegeneinander isoliert.3. Elektronischer Schaltei* nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern vorgesehen sind.4« Elektronischer Schalter nach Anspruch 3i dadurch.gekennzeichnet , dass mit Hilfe der genannten zusätzlichen Mittel die Zuführung von Ladungsträgern und somit auch die Schaltzeit regelbar sind.5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 3 oder 41 dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zusätzlichen Mittel eine Strahlungsquelle enthalten.6. Elektronischer Schalter nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zusätzlichen Kittel zur Zuführung von Ladungsträgern einen wenigstens zeitweilig in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang enthalten.7. Elektronischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem gleichrichtenden Uebergang und dem Verarmungsgebiet höchstens gleich der Diffusions-A098U/1121-51- " PHN. 6545.1-9-1975.länge von Minoritätsladungsträgern im Kanalgebiet ist« 8· 'Elektronischer Schalter nach. Anspruch 2 und den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil der zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildende gleichrichtende TTebergäng im Source-Gebiet und/oder im Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors angebracht ist, und dass durch das Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektrode im Kanalgebiet des Feldeffekttransistors ein Verarmungsgebiet gebildet wird., das sich über die ganze Dicke des Kanalgebietes erstreckt und das das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet elektrisch praktisch völlig gegeneinander isoliert, wodurch das genannte den gleichrichtenden Uebergang enthaltende Gebiet des Feldeffekttransistors auf ein elektrisch schwebendes Potential gebracht wird. 9· Elektronischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern mindestens einen weiteren, wenigstens zeitweilig in Durchlassrichtung vorgespannten gleichrichtenden Uebergang enthalten.10. Elektronischer Schalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekttransistor vom Typ mit isolierter Gate-Elektrode ist und einen Halbleiterkörper in Form einer Halbleiterschicht im wesentlichen vom einen Leitfähigkeitstyp enthält, wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet durch an eine Oberfläche der Schicht grenzende Teile der Halbleiterschicht gebildet werden, und wobei die Oberfläche der Halbleiterschicht mit einer Isolierschicht versehen ist, auf der die Gate-Elektrode in Form einer leitenden0 9 814/1121-52- FHN. 6545.1-9-1973.Schicht angebracht ist, die durch die Isolierschicht von der Halbleiterschicht getrennt ist.11. Elektronischer Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekttransistor von dem Typ ist, bei dem die Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang vom Kanalgebiet getrennt ist, und dass Mittel vorgesehen sind) eit deren Hilfe die Gate-Elektrode Zeitweilig mit einer Spannungsquelle rum Anlegen einer Sperrspannung am gleichrichtenden Uebergang zur Bildung eines Verarmungsgebietes im Kanalgebiet verbunden werden kann und mit deren Hilfe anschliesBend die Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Gate-Elektrode unterbrochen werden kann.12. Elektronischer Schalter nach den Ansprüchen θ und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Zeitseohanismus tnthält t einen ersten Feldeffekttransistor von de* !Typ, bei dt* die Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang voariUmalgebiet getrennt ist und der ein Source-Gebiet und ein Drftin-Gebiet mit einem zwischenliegenden Kanalgebiet von einem ersten Leitfähigkeitstyp enthält, wobei Im Source-Gebiet oder im Drain-Gebiet ein gleichrichtender, einen Teil der zusätzlichen Mittel fcuM Zuführen von Ladungsträgern bildender Uebergang angebracht ist} sowie einen zweiten'Feldeffekttransistor, der ebenfalls von dem Typ ist ι bei dem die Gate-Elektrode durch einen gleichrichtenden Uebergang vom Kanalgebiet getrennt ist und der ein Source-Gebietund ein Drain-Gebiet mit einem zwischenliegenden Kanalgebiet vom einen Leitfähigkeitstyp sowie eine Gate-Elektrode enthält, die leitend mit der Gate-Elektrode des genannten ersten Feldeffekttransistors4 0 9 8 U / 1 1 2 1-53- ■ PHN. 6545.1-9-1973.verbunden ist.13· Elektronischer Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalgebiet des ersten Feldeffekttransistors eine geringere Dicke· als das Kanalgebiet des genannten zweiten Feldeffekttransistors aufweist, wodurch durch das Anlegen einer Spannung an die Gate-Elektroden der Feldeffektransistoren im Kanalgebiet des genannten zweiten Feldeffekttransistors ein Verarmungsgebiet gebildet werden kann, dessen Dicke grosser als die des'"Verarmungsgebietes ist, das dabei im Kanalgebiet des genannten ersten Feldeffekttransistors gebildet wird. 14· Elektronischer Schalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter einen Halbleiterkörper mit einer epitaktischen Schicht vom einen. Leitfähigkeitstyp enthält, die an eine Oberfläche des Halbleiterkörpers grenzt und auf einem Halbleitersubstrat vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht ist, wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet des Feldeffekttransistors durch an die genannte Oberfläche grenzende Gebiete der epitaktischen Schicht gebildet werden.15· Elektronischer Schalter nach den Ansprüchen 13 und. 14» dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine den beiden genannten Feldeffekttransistoren gemeinsame Gate-Elektrode bildet, wobei an der Stelle der Grenzflächen -zwischen dem Substrat und dem Kanalgebiet des ersten Feldeffekttransistors und zwischen dem Substrat und dem Kanalgebiet des zweiten Feldeffekttransistors vergrabene Zonen angebracht sind, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat aufweisen und stärker als das Substrat dotiert sind,A098U/1121-54- PHN. 6545.1-9-1975.und wobei der einen Teil der genannten zusätzlichen Mittel zum Zuführen von Ladungsträgern bildende gleichrichtende Uebergang durch einen PN-Uebergang zwischen der epitaktischen Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp und einer in der epitaktischen Schicht angebrachten Oberflächenzone vom anderen Leitfähigkeitstyp gebildet wird.16. Elektronischer.Schalter nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass der genannte zweite Feldeffektransistor mit einer isolierten· Gate-Elektrode versehen ist, die auf einer auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht liegenden Isolierschicht angebracht ist und durch diese Isolierschicht von der epitaktischen Schicht getrennt ist und die, in einer Richtung quer zur Oberfläche der epitaktischen Schicht gesehen, zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet dieses Transistors liegt.17» Elektronischer Schalter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des Kanalgebietes des ersten Feldeffekttransistors in der epitaktischen Schicht eine Oxidschicht angebracht ist, die von der Oberfläche der epitaktischen Schicht her über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in die epitaktische Schicht versenkt ist und zusammen mit der gegenüberliegenden vergrabenen Zone vom anderen Leitfähigkeitstyp die Dicke des Kanalgebietes dieses Feldeffekttransistors definiert.18. Elektronischer Schalter nadi Anspruch 14j dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Richtung quer zur Oberfläche der epitaktischen Schicht gesehen, die Gate-Elektrode des Feldeffekt-4098U/1 121-55- füg. 6545.1-9-1973.?347595transistors eine geschlossene Form aufweist, wobei der von der Gate-Elektrode umschlossene Teil der epitaktischen Schicht das Drain-Gebiet des Transistors und wenigstens ein auseerhalb der Gate-Elektrode liegender Teil der epitaktischen Schicht das Source-GeMet dee Feldeffekttransistors bildet«19. Halbleiteranordnung, die einen elektronischen Schalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche enthält.20. Schaltung mit einem elektrischen Kreis (nachstehend als Belastungskreis bezeichnet), der in mindestens zwei Zustanden betrieben und der von einem ersten in den anderen Zustand mittels eines elektronischen Schalters umgeschaltet werden kann, der zwei Anschlussklemmen zum Anschliessen in der Schaltung enthält, wobei der Schalter einen ersten Zustand (weiter als "£inM-Zustand befceichnet}· aufweist, in dem die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen verhältniBmässig hoch ist und sich der Belastungkreis in einem ersten Betriebszustand befindet* und wobei der Schalter einen zweiten Zustand (weiter als MAüs"-Zustand bezeichnet) aufweist, in dem die elektrische Leitfähigkeit ««fischen den Anschlussklemmen verhältniBmässig niedrig ist und sich der Belastungskreis in einea zweiten Betriebszustand befindet, während ein ZeitmechaniemuB vorgesehen ist, wodurch der Schalter nach Einstellung in einen der genannten Zustände nach einer bestiEiaten Zeit (weiter als Schaltzeit bezeichnet) in den anderen Zustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitmeehanismus einen Feldeffekttransistor von einem Typ enthält, in des die Leitfähigkeit des Kanalgebietes durch Steuerung der 3)icke eines VerarEungsgebietes gesteuert werden kann, das in dem KanalgebietORIGINAL INSPECTiP 409 8 U/1121gebildet verden kann, v?o"bei der Feldeffekttransistor ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp nit eine-r; zv'isohenliegeriden I'analgebiet vom ersten Leitfe.higkeitstyp und reit einer Gata-IJlektrode zur Steuerung der Leitfähigkeit des Kanalgebietes enthält, wobei Mittel vorgesehen sind, Kit deren Hilfe eine Spannung an die Gate-Blektrode angelegt vira, wodurch in den Ka,n al gebiet ein Verarnun^s^etiet gebildet wird, die Leitfähigkeit des Kanalgebietes verhältnisrnässig niedrig wird und der Schalter in einen der genannten Zustände eingestsllt wird, und wobei die Dicke des Yerarmungsgebietes dann dadu.rch abnehmen kann, dass Ladungsträger infolge ζ«13. der Wärmeerzeugung zur Verfügung kommen, wodurch die Leitfähigkeit des Kanalgebietes zuniirxit und der Schalter automatisch in den anderen Zustand übergeht.ÖAD ORlQiNAL4 O 9 8 U / 1 1 2 1Leerseite
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Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3988619A (en) * | 1974-12-27 | 1976-10-26 | International Business Machines Corporation | Random access solid-state image sensor with non-destructive read-out |
| JPS52146186A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-05 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| US4166223A (en) * | 1978-02-06 | 1979-08-28 | Westinghouse Electric Corp. | Dual field effect transistor structure for compensating effects of threshold voltage |
| US4249190A (en) * | 1979-07-05 | 1981-02-03 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Floating gate vertical FET |
| US4680605A (en) * | 1984-03-12 | 1987-07-14 | Xerox Corporation | High voltage depletion mode transistor with serpentine current path |
| US6864131B2 (en) * | 1999-06-02 | 2005-03-08 | Arizona State University | Complementary Schottky junction transistors and methods of forming the same |
| US7589007B2 (en) * | 1999-06-02 | 2009-09-15 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | MESFETs integrated with MOSFETs on common substrate and methods of forming the same |
| US7714352B2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-05-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hetero junction semiconductor device |
| US20080265936A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Dsm Solutions, Inc. | Integrated circuit switching device, structure and method of manufacture |
| JP5764742B2 (ja) * | 2010-05-17 | 2015-08-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 接合型電界効果トランジスタ、その製造方法及びアナログ回路 |
| KR101196316B1 (ko) * | 2011-01-14 | 2012-11-01 | 주식회사 동부하이텍 | 접합형 전계 효과 트랜지스터 및 제조방법 |
| US10529740B2 (en) | 2013-07-25 | 2020-01-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including semiconductor layer and conductive layer |
| US10515969B2 (en) | 2016-11-17 | 2019-12-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2778956A (en) * | 1952-10-31 | 1957-01-22 | Bell Telephone Labor Inc | Semiconductor signal translating devices |
| US3171042A (en) * | 1961-09-08 | 1965-02-23 | Bendix Corp | Device with combination of unipolar means and tunnel diode means |
| US3366802A (en) * | 1965-04-06 | 1968-01-30 | Fairchild Camera Instr Co | Field effect transistor photosensitive modulator |
| JPS4915668B1 (de) * | 1969-04-15 | 1974-04-16 | ||
| US3721839A (en) * | 1971-03-24 | 1973-03-20 | Philips Corp | Solid state imaging device with fet sensor |
| US3786441A (en) * | 1971-11-24 | 1974-01-15 | Gen Electric | Method and device for storing information and providing an electric readout |
-
1972
- 1972-09-23 NL NL7212912A patent/NL7212912A/xx not_active Application Discontinuation
-
1973
- 1973-09-19 US US398585A patent/US3896483A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1973-09-21 DE DE19732347595 patent/DE2347595A1/de not_active Withdrawn
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| IT1004578B (it) | 1976-07-20 |
| FR2200694B1 (de) | 1978-01-13 |
| JPS5422278B2 (de) | 1979-08-06 |
| US3896483A (en) | 1975-07-22 |
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