DE3034287A1 - Varactor semiconductor diode circuit - has semiconductor format to minimise tracking errors in TV and radio receiver applications - Google Patents
Varactor semiconductor diode circuit - has semiconductor format to minimise tracking errors in TV and radio receiver applicationsInfo
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Abstract
Description
Varactordioden-Anordnung Varactor diode arrangement
Die Erfindung betrifft eine Varactordioden-Anordnung, die so aufgebaut ist, daß die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien dieser Anordnung sehr genau für jeden Bereich der Kennlinienkurven steuerbar bzw. einstellbar sind.The invention relates to a varactor diode arrangement which is constructed in this way is that the capacitance-voltage characteristics of this arrangement are very accurate for each The range of the characteristic curves can be controlled or adjusted.
In letzter Zeit wurden Varactordioden in elektronischen Abstimmschaltungen für Fernsehempfänger, AM-Radioempfänger usw. verwendet. Gemäß dem Stand der Technik wird jedoch das technische Problem des Gleichlauf fehlers (tracking error) nicht in zufriedenstellender Weise gelöst. Die Hochfrequenz-Abstimmschaltung eines AM-Rundfunkempfängers umfaßt beispielsweise einen Trimmerkondensator C1 und eine Varactordiode VCI, wie dies in Fig. ia dargestellt ist, und die Empfänger- bzw. Überlagerungsoszillator-Schaltung eines solchen Rundfunkempfängers umfaßt einen Trimmerkondensator C2, einen Padding-Kondensator bzw.Recently, varactor diodes have been used in electronic tuning circuits used for television receivers, AM radio receivers, etc. According to the state of the art However, the technical problem of the tracking error is not solved in a satisfactory manner. The high frequency tuning circuit of an AM radio receiver includes, for example, a trimmer capacitor C1 and a varactor diode VCI, such as this is shown in Fig. ia, and the receiver or local oscillator circuit such a radio receiver comprises a trimmer capacitor C2, a padding capacitor respectively.
Serientrimmer CP und eine Varactordiode VC2, wie dies in Fig. 1b wiedergegeben ist. Die Varactordioden VC1 und VC2, die dieselben Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien besitzen, werden als Paar eingesetzt. Theoretisch treten hierbei jedoch nur drei Frequenzpunkte auf, in denen ein Gleichlauf erzielt werden kann; somit wird in anderen Frequenzbereichen in unvermerer ,Wes en Gleichlauffehler bewirkt. Darüber hinaus bewirkt das Ausmaß dieses Gleichlauf fehlers, daß die Empfindlichkeit von einer Frequenz zur anderen verschieden ist.Series trimmer CP and a varactor diode VC2, as shown in Fig. 1b is. The varactor diodes VC1 and VC2 have the same capacitance-voltage characteristics are used as a pair. Theoretically, however, only three occur here Frequency points in which synchronization can be achieved; thus becomes in others Frequency ranges in unmerited, essence of synchronization errors causes. In addition, the extent of this synchronization error causes the sensitivity is different from one frequency to another.
Demgegenüber ist es ein Ziel der Erfindung, eine neue und verbesserte Varactordioden-Anordnung zu schaffen, die eine Vielzahl von Varactordioden umfaßt, die auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat untergebracht sind, wobei die Varactordioden-Anordnung-so ausgebildet ist, daß die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien der betreffenden Varactordioden relativ zueinander auf einfache Weise steuerbar bzw. einstellbar sind, so daß die für jede Varactordiode erforderliche Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie auf einfache Weise erreicht werden kann, was datechnische zu führt, daß das/Problem des Gleichlauf fehlers erfolgreich gelöst wird.In contrast, it is an object of the invention to provide a new and improved one To create a varactor diode arrangement comprising a plurality of varactor diodes, which are accommodated on a common semiconductor substrate, the varactor diode arrangement-see above is designed that the capacitance-voltage characteristics of the varactor diodes concerned are controllable or adjustable relative to one another in a simple manner, so that the for each varactor diode required capacitance-voltage characteristic in a simple Way can be achieved what data technology leads to the / problem of synchronism error is successfully resolved.
Kurz gesagt ist gemäß der Erfindung eine Varactordioden-Anordnung vorgesehen, bei der eine Epitaxschicht auf die eine Oberfläche eines Halbleitersubstrates aufgebracht ist; in der Epitaxtschicht sind hyperabrupte PN-übergänge an einer Vielzahl von Stellen mit Hilfe von Diffusionsbereichen eines ersten Leitfähigkeitstyps und anderen Diffusionsbereichen ausgebildet, die einen zweiten dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und eine höhere Verunreinigungskonzentration besitzen, als die Diffusionsbereiche des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die Verbesserung dadurch erreicht wird, daß jeder der Diffusionsbereiche des ersten Leitfähigkeitstyps in allen hyperabrupten PN-Übergängen eine gleiche Anzahl von mehreren Diffusionsschichten umfaßt, die der Reihe nach in Richtung der Dicke bzw. der Tiefe der Epitaxialschicht vorgetrieben sind, und daß die Kombination der Grundrißflächen der verschiedenen Diffusionsschichten des ersten Leitfähigkeitstyps in wenigstens einem der hyperabrupten PN-Übergänge verschieden ist von der Kombination von Grundrißflächen der mehreren Diffusionsschichten des ersten Leitfähigkeitstyps in dem oder den übrigen hyperabrupten PN-Übergängen.Briefly, according to the invention is a varactor diode assembly provided, in which an epitaxial layer on the one surface of a semiconductor substrate is applied; in the epitaxial layer there are a large number of hyperabrupt PN junctions of points with the aid of diffusion regions of a first conductivity type and other diffusion regions formed which have a second conductivity type of the first opposite conductivity type and a higher impurity concentration than the diffusion regions of the first conductivity type, the improvement being is achieved by having each of the diffusion regions of the first conductivity type an equal number of several diffusion layers in all hyperabrupt PN junctions which in turn in the direction of the thickness and the depth of the epitaxial layer are driven, and that the combination of the ground plan of the different Diffusion layers of the first conductivity type in at least one of the hyperabrupt PN junctions is different from the combination of floor plan areas of the plurality of diffusion layers of the first conductivity type in the one or more hyper-abrupt PN transitions.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 a und 1 b schematische Schaltkreisdarstellungen einer Hochfrequenz-Abstimmschaltung und einer Empfangs- bzw. Überlagerungsoszillatorschaltung, bei denen jeweils eine Varactordiode Verwendung findet, Fig. 2 eine schematische Schnittansicht, die eine Varactordioden-Anordnung nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wiedergibt und Fig. 3 ein die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien der Varactordioden-Anordnung gemäß der Erfindung wiedergebendes Diagramm.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment described with reference to the drawing; in this shows: FIGS. 1 a and 1 b schematic circuit diagrams of a high-frequency tuning circuit and a receiving or local oscillator circuit, each of which has a varactor diode Is used, Fig. 2 is a schematic sectional view showing a varactor diode arrangement shows according to an embodiment according to the invention and FIG. 3 shows the capacitance-voltage characteristics the varactor diode arrangement according to the invention reproducing diagram.
Die Erfindung wird beispielsweise unter Bezugnahme auf eine Varactordioden-Anordnung gemäß der Erfindung erläutert, bei der Varactordioden vorgesehen sind, die dazu verwendet werden, die Hochfrequenz-Abstimmschaltung und die Empfängeroszillator-Schaltung eines auf einem Mittelwellenband arbeitenden AM-Radioempfängers zu bilden.The invention is described, for example, with reference to a varactor diode arrangement Explained according to the invention, in which varactor diodes are provided, the to this the high frequency tuning circuit and the local oscillator circuit are used an AM radio receiver operating on a medium wave band.
In Fig. 2 ist in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Varactordioden-Anordnung mit den Größen der Öffnungen dargestellt, die dazu verwendet werden, bei der Herstellung dieser Anordnung die Diffusionen durchzuführen. Mit den Bezugszeichen 1 bis 6 und 1'bis 6' sind N-dotierte Diffusionsschichten bezeichnet, die in einer Epitaxialschicht 8 jeweils auf einem Halbleiter-Substrat 11 vorgesehen sind. Mit den Bezugszeichen 7 und 7' sind P-dotierte Diffusionsbereiche gekennzeichnet. Die Diffusionsschichten 1 bis 6 und 1' bis 6' werden nacheinander in der Reihenfolge ihrer Numerierung in die Tiefe der Epitaxialschicht 8 hinein ausgebildet und bilden N-dotierte Diffusionsbereiche 9 bzw. 10. Die verschiedenen Diffusionsschichten, die gemeinsam den Diffusionsbereich 9 bilden, besitzen alle von der Oberfläche der Epitaxieschicht 8 her gesehen unterschiedliche ebene Flächen bzw. Grundrißflächen.In Fig. 2 is a schematic sectional view of the invention Varactor diode arrangement shown with the sizes of the openings used for this to carry out the diffusions in the production of this arrangement. With the reference numerals 1 to 6 and 1 'to 6' are N-doped diffusion layers denotes, which are in an epitaxial layer 8 each on a semiconductor substrate 11 are provided. With the reference numerals 7 and 7 'are P-doped diffusion regions marked. The diffusion layers 1 to 6 and 1 'to 6' become one after another in the order of their numbering into the depth of the epitaxial layer 8 formed and form N-doped diffusion regions 9 and 10. The different Diffusion layers, which together form the diffusion region 9, all have As seen from the surface of the epitaxial layer 8, different flat surfaces or floor plan areas.
In Fig. 2 sind auf der linken Seite der von einem Kreis umgebenen Bezugszeichen 1 bis 6 die Längen einer Seite der jeweiligen quadratischen Öffnung wiedergegeben, die in einem nichtdargestellten Isolatorfilm gebildet wird und die dazu dient, zur Bildung der jeweiligen Diffusionsschicht verwendet zu werden. Auf der anderen Seite haben die mehreren Diffusionsschichten, die gemeinsam den Diffusionsbereich 10 bilden, alle die gleiche Grundrißfläche und werden durch die Verwendung von Öffnungen gebildet, die dieselben Abmessungen besitzen.In Fig. 2 are on the left side of the surrounded by a circle Reference numerals 1 to 6 the lengths of one side of the respective square opening reproduced, which is formed in an unillustrated insulator film and the serves to be used to form the respective diffusion layer. on the other hand have the multiple diffusion layers that share the diffusion area 10 all form the same plan area and are made possible by the use of openings formed that have the same dimensions.
Ein hyperabrupter PN-Übergang wird durch die Diffusionsbereiche 7 und 9 gebildet und ein anderer hyperabrupter PN-Übergang wird von den Diffusionsbereichen 7' und 10' gebildet. Der von den Diffusionsbereichen 7 und 9 gebildete hyperabrupte PN-Übergang bildet eine Varactordiode B, die für den Empfänger- bzw. überlagerungsoszillator verwendet wird, und der hyperabrupte PN-Übergang, der von den Diffusionsbereichen 7' und 10 gebildet wird, ergibt eine Varactordiode A, die für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung Verwendung findet. Auf den Diffusionsbereichen 7 und 7' und dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehene Elektroden sind in Fig. 2 nicht dargestellt.A hyperabrupt PN junction is created by the diffusion regions 7 and 9 and another hyperabrupt PN junction is formed by the diffusion regions 7 'and 10' formed. The hyperabrupt one formed by the diffusion regions 7 and 9 PN junction forms a varactor diode B for the receiver or local oscillator is used, and the hyperabrupt PN junction created by the diffusion regions 7 'and 10 is formed, results in a varactor diode A, which is used for the high-frequency tuning circuit Is used. On the diffusion regions 7 and 7 'and the semiconductor substrate 11 provided electrodes are not shown in FIG.
Es wird nun ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer Varactordioden-Anordnung mit dem eben beschriebenen Aufbau erläutert.An example of a method of making a varactor diode assembly will now be given explained with the structure just described.
Zunächst wird auf die Oberfläche eines N-dotierten Halbleitersubstrats mit einem spezifischen Widerstand von 0,015 £1cm oder weniger und einer hohen Verunreinigungskonzentration eine Epitaxieschicht 8 vom selben Leitfähigkeits- bzw. Dotierungstyp mit einem spezifischen Widerstand von ungefähr 15 # cm und einer Dicke von 9 /u durch ein allgemein bekanntes Verfahren aufgebracht. Hierauf werden auf der Oberfläche der Eptaxieschicht 8 Stellen ausgewählt, an denen die Varactordioden ausgebildet werden sollen, die für eine Verwendung für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung und den über lagerungsoszillator vorgesehen sind, und hierauf wird eine Diffusion durchgeführt, um die Diffusionsschichten 1 und 1' zu erzeugen. In diesem Fall werden, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei Öffnungen in einem nichtdargestellten Silicium-Dioxid-Film ausgebildet; es handelt sich dabei um eine quadratische Öffnung mit einer Seitenlänge von 870/u für die Diffusionsschicht 1 und eine quadratische Öffnung mit einer Seitenlänge von 970u für die Diffusionsschicht 1'. Nachdem die erste Diffusion durchgeführt worden ist, werden Öffnungen ausgebildet, die Abmessungen haben, die von denen der Öffnungen für die erste Diffusion verschieden sind; auf diese Weise werden der Reihe nach die zweite bis sechste Diffusion durchgeführt, wobei jede dieser Diffusionen nach einem Ionenimplantationsverfahren erfolgt. Die Dosierungsmenge, die Beschleunigungsspannung, die Wärmebehandlungs-Temperatur und die Zeit für die Rediffusion sind in Tabelle 1 dargestellt.First, the surface of an N-doped semiconductor substrate is applied with a resistivity of 0.015 pounds 1cm or less and a high concentration of impurities an epitaxial layer 8 of the same conductivity or doping type with a specific one Resistance of about 15 # cm and a thickness of 9 / u by a well known one Procedure applied. Thereupon 8 spots are created on the surface of the epitaxial layer selected on which the varactor diodes are to be formed, which for a Use for the high frequency tuning circuit and the overlay oscillator are provided, and then a diffusion is carried out to the diffusion layers 1 and 1 'to generate. In this case, as shown in Fig. 2, there are two openings formed in an unillustrated silicon dioxide film; These are around a square opening with a side length of 870 / u for the diffusion layer 1 and a square opening with a side length of 970u for the diffusion layer 1'. After the first diffusion has been carried out, openings are formed, have dimensions different from those of the openings for the first diffusion are; in this way the second to sixth diffusions are carried out in sequence, each of these diffusions being carried out by an ion implantation process. the Dosage amount, the acceleration voltage, the heat treatment temperature and the times for rediffusion are shown in Table 1.
Als Verunreinigung bzw. Dotierungsmaterial wird entweder Phosphor oder Arsen verwendet.Either phosphorus is used as an impurity or doping material or arsenic used.
TABELLE 1 Diffusion Dosierungsmenge Wärmebehandlungs- Zeit Beschleunigungsspannung Temperatur 1 2x1011/cm² 1200°C 500 Minuten 200 Kev 2 3x1011/cm² 1200°C 300 Minuten 150 Kev 3 6x1011/cm² 1100°C 700 Minuten 150 Kev 4 1x1012/cm² 1100°C 200 Minuten 150 Kev 5 2x1012/cm2 1100°C 50 Minuten 100 Kev 6 1x1014/cm² 1000°C 50 Minuten 100 Kev Auf diese Weise werden die verschiedenen Diffusionsschichten, die die Diffusionsbereiche 9 und 10 bilden, der Reihe nach durch die entsprechenden Diffusionen erzeugt und die Ausbildung wird mit der sechsten Diffusion beendet. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, daß die den Diffusionsbereich 10 bildenden Diffusionsschichten sich bezüglich der Grundrißfläche von den verschiedenen Diffusionsschichten unterscheiden, die den Diffusionsbereich 9 bilden.. In dem Fall des in Fig. 2 dargestellten Beispieles sind alle den Diffusionsbereich 10 bildenden Diffusionsschichten so geformt, daß sie dieselbe Grundrißfläche besitzen, wobei Öffnungen mit denselben Abmessungen verwendet werden, und die Abmessungen derjenigen Öffnungen, die dazu verwendet werden, den Diffusionsbereich 9 zu erzeugen, werden von Diffusion zu Diffusion geändert. Genauer gesagt wird der Diffusionsbereich 9 durch Diffusionen erzeugt, die durch Öffnungen hindurch erfolgen, die eine Seitenlänge von 870 µ, 102 µ, 950 µ, 1025 µ, 755 µ und 1035 µ bei der ersten bis sechsten Diffusion besitzen, während der Diffusionsbereich 10 durch Diffusionen erzeugt wird, die durch Öffnungen hindurch erfolgen, die von der ersten bis zur sechsten Diffusion immer die gleiche Seitenlänge von 970 /U aufweisen. Nachdem die N-dotierten Diffusionsbereiche 9 und 10 erzeugt worden sind, wird Bor als Verunreinigung des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in die Epitaxieschicht 8 über einen Flächenbereich hinweg durch Ionenimplantation eindiffundiert, der größer ist, als die Flächenbereiche der Diffusionsbereiche 9 und 10, wodurch die P-dotierten Diffusionsbereiche 7 und 7' gleichzeitig ausgebildet werden, die jeweils eine Dicke von ungefäht 0,5 /u besitzen. Zum Abschluß werden Elektroden auf der Oberfläche des Halbleitersubstrates, die der die Epitaxieschicht 8 aufweisenden Oberfläche gegenüberliegt, und auf den Diffusionsbereichen7 und 7' angebracht. Obwohl bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform die als Masken für Ionenimplantation verwendeten Isolationsmaterialfilme aus Siliciumdioxid bestanden, ist es auch möglich, diese Filme aus Siliciumnitrit, Aluminium oder dergleichen herzustellen. Es ist auch möglich, daß Resist-Filme in einem vorgegebenen Muster auf den Isolationsfilmen vorgesehen werden, so daß die Diffusionen durch die Isolationsfilme hindurch ausgeführt werden. TABLE 1 Diffusion Dosage Amount Heat Treatment Time Accelerating Voltage Temperature 1 2x1011 / cm² 1200 ° C 500 minutes 200 Kev 2 3x1011 / cm² 1200 ° C 300 minutes 150 Kev 3 6x1011 / cm² 1100 ° C 700 minutes 150 Kev 4 1x1012 / cm² 1100 ° C 200 minutes 150 Kev 5 2x1012 / cm2 1100 ° C 50 minutes 100 Kev 6 1x1014 / cm² 1000 ° C 50 minutes 100 Kev In this way the different diffusion layers, which form the diffusion regions 9 and 10, in turn through the corresponding ones Diffusions are generated and the formation is terminated with the sixth diffusion. It should be noted in particular that the diffusion area 10 forming Diffusion layers differ from the various diffusion layers with respect to the plan area which form the diffusion region 9. In the case of that shown in FIG For example, all diffusion layers forming the diffusion region 10 are shaped in such a way that that they have the same plan area, with openings with the same dimensions are used, and the dimensions of those openings that are used to to generate the diffusion region 9 are changed from diffusion to diffusion. To be more precise, the diffusion region 9 is generated by diffusions caused by Openings are carried out through which a side length of 870 μ, 102 μ, 950 μ, 1025 µ, 755 µ and 1035 µ in the first through sixth diffusion, during the Diffusion region 10 is generated by diffusions that pass through openings occur, which always have the same side length from the first to the sixth diffusion of 970 / U. After the N-doped diffusion regions 9 and 10 are generated boron appears as an impurity of the opposite conductivity type into the epitaxial layer 8 over a surface area by ion implantation diffused in, which is larger than the surface areas of the diffusion areas 9 and 10, whereby the P-doped diffusion regions 7 and 7 'are formed at the same time which each have a thickness of approx. 0.5 / u. To conclude Electrodes on the surface of the semiconductor substrate that form the epitaxial layer 8 facing surface, and on the diffusion areas 7 and 7 ' appropriate. Although with the previous one described embodiment the silicon dioxide insulating material films used as masks for ion implantation passed, it is also possible to use these films made of silicon nitride, aluminum or the like to manufacture. It is also possible to have resist films in a given pattern be provided on the insulating films so that the diffusions through the insulating films run through it.
In Fig. 3 ist das Verhältnis zwischen den Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien der so gebildeten Varactordioden A und B dargestellt, die für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung und den Uberlagerungsoszillator Verwendung finden.In Fig. 3 is the relationship between the capacitance-voltage characteristics of the varactor diodes A and B formed in this way are shown for the high-frequency tuning circuit and the local oscillator are used.
In Fig. 3 stellt Al die Kurve für die Varactordiode A dar, die für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung Verwendung findet, während B1 die Kurve für die Varactordiode B wiedergibt, die bei dem Überlagerungsoszillator zum Einsatz kommt. Wie man der Fig. 3 entnimmt, existiert ein Bereich unterhalb einer Spannung V1, in welchem die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien Kurve B1 oberhalb der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien Kurve Al verläuft, ein Bereich zwischen der Spannung V1 und der Spannung V2, in welchem die Kurve B1 unterhalb der Kurve Al verläuft, ein Bereich zwischen den Spannungen V2 und V3, in welchem die Kurve B1 wieder oberhalb der Kurve Al verläuft und schließlich einen Bereich oberhalb der Spannung V3, in welchem die Kurve B1 wieder unterhalb der Kurve Al verläuft. Es sei darauf hingewiesen, daß es aufgrund der Tatsache, daß die vielen Diffusionsschichten, die den Diffusionsbereich 9 bilden, voneinander verschiedene Grundrißflächen besitzen, möglich ist, das Verhältnis der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie B1 bezüglich der als Referenz dienenden Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie Al auf so komplexe Weise zu variieren.In Fig. 3, Al represents the curve for the varactor diode A, which for the high-frequency tuning circuit is used, while B1 is the curve for the Varactor diode B reproduces, which is used in the local oscillator. As can be seen from FIG. 3, there is an area below a voltage V1, in which the capacitance-voltage characteristics curve B1 above the capacitance-voltage characteristics Curve A1 runs, a region between the voltage V1 and the voltage V2, in which curve B1 runs below curve A1, a region between the voltages V2 and V3, in which curve B1 again runs above curve A1, and finally an area above the voltage V3, in which the curve B1 again below the curve Al runs. It should be noted that due to the fact that the many diffusion layers that form the diffusion region 9 from each other have different ground plan areas, the ratio of the capacitance-voltage characteristic is possible B1 with respect to the capacitance-voltage characteristic curve A1, which serves as a reference, as follows complex ways to vary.
Wie sich aus der vorausgehenden Beschreibung ergibt, werden bei der Varactordioden-Anordnung gemäß der vorausgehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform die verschiedenen Diffusionsschichten, die den N-dotierten Diffusionsbereich 10 am hyperabrupten PN-Übergang der für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung verwendeten Varactordiode A bilden, so ausgeführt, daß sie dieselbe Grundrißfläche besitzen, während die verschiedenen Diffusionsschichten, din den Diffusionsbereich 9 am hyperabrupten PN-Übergang der für den Überlagerungsoszillator Verwendung findenden Varactordiode B bilden, so ausgeführt werden, daß sie verschiedene Grundrißflächen besitzen. Somit kann trotz der relativen Komplexität der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie einer der Varactordioden der Gleichlauffehler (tracking error) auf einfache Weise dadurch vermieden werden, daß man zuvor die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien der für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung und den Überlagerungs-Oszillator zu verwendenden Varactordioden so festlegt, daß dieser Gleichlauffehler verhindert bzw. vermieden wird.As can be seen from the preceding description, the Varactor diode arrangement according to the invention described above Embodiment the different diffusion layers that make up the N-doped diffusion region 10 at the hyperabrupt PN junction of the one used for the high-frequency tuning circuit Varactor diodes A, designed so that they have the same plan area, while the various diffusion layers din the diffusion area 9 at the hyperabrupt PN junction of the varactor diode used for the local oscillator B, are designed so that they have different plan areas. Consequently despite the relative complexity of the capacitance-voltage characteristic curve, one of the Varactor diodes the tracking error in a simple way be avoided that one previously the capacitance-voltage characteristics for the High frequency tuning circuit and the local oscillator to be used varactor diodes so that this synchronization error is prevented or avoided.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann der Gleichlauffehler so klein gemacht werden, daß er nur ein kHz oder weniger über das gesamte Mittelwellenband hinweg beträgt.In the embodiment described above, the synchronization error made so small that it is only one kHz or less over the entire medium wave band away.
Gemäß der Erfindung umfassen die Diffusionsbereiche 9 und 10 eine gleiche Anzahl von Diffusionsschichten und somit werden die Varactordioden A und B gleichzeitig ausgebildet. Somit ist es nicht erforderlich, den Teil, auf dem die eine der beiden Varactordioden A oder B ausgebildet wird, während der Ausbildung der anderen Varactordiode B oder A abzudecken. Auch ist es nicht erforderlich, die Dosierungsmenge, die Beschleunigungsspannung oder die Anzahl von Diffusionen zwischen denjenigen Diffusionsschichten, die den Diffusionsbereich 9 bilden, und den Diffusionsschichten verschieden zu machen, die den Diffusionsbereich 10 bilden, um eine gewünschte Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie für die Varactordiode B bezüglich der als Referenz dienenden Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie der Varactordiode A zu erhalten. Es ist lediglich erforderlich, daß sich die verschiedenen Diffusionsschichten voneinander bezüglich ihrer Grundrißfläche unterscheiden. Es sei darauf hingewiesen, daß die relativen Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien, der gleichzeitig auf einem gemeinsamen Halbleiter substrat unter denselben Diffusionsbedingungen gebildeten Varactordioden auf einfache Weise gesteuert bzw. kontrolliert werden können.According to the invention, the diffusion regions 9 and 10 comprise one the same number of diffusion layers and thus the varactor diodes A and B trained at the same time. Thus it is not necessary to change the part on which the one of the two varactor diodes A or B is formed during the training the other varactor diode B or A. Nor is it necessary that Dosage amount, the accelerating voltage or the number of Diffusions between those diffusion layers which form the diffusion region 9 form, and to make the diffusion layers different that define the diffusion area 10 to form a desired capacitance-voltage characteristic curve for the varactor diode B with regard to the capacitance-voltage characteristic curve of the varactor diode serving as a reference A to get. It is only necessary that the various diffusion layers are located differ from each other in terms of their plan area. It should be noted that the relative capacitance-voltage characteristics, which are simultaneously on a common Semiconductor substrate varactor diodes formed under the same diffusion conditions can be controlled or monitored in a simple manner.
In dem Fall, in welchem die Varactordioden denselben Aufbau besitzen, kann ohne weiteres erreicht werden, daß ihre Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien miteinander übereinstimmen, und selbst in dem Fall, in dem sich die Varactordioden bezüglich ihres Aufbaues voneinander unterscheiden, kann eine genaue Steuerung bzw. Einstellung dieser Kennlinien auf einfache Weise erreicht werden.In the case in which the varactor diodes have the same structure, can easily be achieved that their capacitance-voltage characteristics with each other match, and even in the case where the varactor diodes are related their structure differ from each other, a precise control or setting can these characteristics can be achieved in a simple manner.
Mit den herkömmlichen Techniken war es unmöglich, den Gleichlauffehler über einen großen Frequenzbereich hinweg zu reduzieren, da eine Vielzahl von Varactordioden verwendet wurde, die identische Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien besaßen und sich auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat befanden. Im Gegensatz hierzu ist es mit einer erfindungsgemäßen Varactordioden-Anordnung, bei der unterschiedliche Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien besitzende Varactordioden auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat gleichzeitig ausgebildet werden, möglich, den Gleichlauffehler über einen großen Frequenzbereich hinweg auf einen Minimalwert herabzudrücken.With the conventional techniques it was impossible to eliminate the synchronization error to reduce over a large frequency range, since a large number of varactor diodes was used, which had identical capacitance-voltage characteristics and themselves located on a common semiconductor substrate. In contrast, it is with a varactor diode arrangement according to the invention, in which different capacitance-voltage characteristics owning varactor diodes on a common semiconductor substrate at the same time be formed, possible, the synchronization error over a large frequency range push away to a minimum value.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist klar, daß die Erfindung in keiner Weise hierauf beschränkt ist, sondern in den verschiedensten technischen Bereichen eine starke Verwendung finden kann. Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine genauere Kontrolle dadurch zu erhalten, daß man die Anzahl der verschiedenen Diffusionsschichten erhöht. Es ist auch möglich, die Anzahl der verschiedenen Diffusionsschichten zu verringern. Die Anzahl der verschiedenen Diffusionsschichten und die Diffusionsbedingungen sollten auch in Abhängigkeit von den Schaltungskonstanten, der Hochfrequenz-Abstimmschaltung und der Uberlagerungsoszillator-Schaltung verändert werden. Bei dem vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispiel waren die verschiedenen Diffusionsschichten, die den Diffusionsbereich 9 der für den Überlagerungs-Oszillator Verwendung findenden Varactordiode B voneinander bezüglich ihrer Grundrißfläche unterschiedlich ausgebildet worden; dies kann auch für die Diffusionsschichten vorgesehen werden, die den Diffusionsbereich 10 der Varactordiode A für die Hochfrequenz-Abstimmschaltung bilden. Die unterschiedliche Ausgestaltung der verschiedenen Diffusionsschichten hinsichtlich ihrer Grundrißfläche kann entweder für alle Diffusionsschichten oder nur für einen Teil von ihnen vorgesehen werden. Es ist auch möglich, daß sowohl die Grundrißflächen der verschiedenen Diffusionsschichten, die den Diffusionsbereich 9 bilden, als auch die Grundrißflächen der verschiedenen Diffusionsschichten, die den Diffusionsbereich 10 bilden, unterschiedlich gemacht werden.Although the invention with reference to a specific embodiment it is clear that the invention is in no way limited thereto is, but is used extensively in a wide variety of technical fields Can be found. According to the invention it is possible to have a more precise control thereby to obtain that one increases the number of different diffusion layers. It it is also possible to reduce the number of different diffusion layers. The number of different diffusion layers and the diffusion conditions should also depending on the circuit constants, the high-frequency tuning circuit and the local oscillator circuit can be changed. With the previous one described embodiment were the various diffusion layers that the diffusion region 9 used for the local oscillator Varactor diode B designed differently from one another with respect to their plan area been; this can also be provided for the diffusion layers that form the diffusion area 10 form the varactor diode A for the high frequency tuning circuit. The different Design of the various diffusion layers with regard to their plan area can either be provided for all diffusion layers or only for some of them will. It is also possible that both the plan areas of the different diffusion layers, which form the diffusion area 9, as well as the plan areas of the various Diffusion layers that form the diffusion region 10 are made different will.
Genauer gesagt wird es dann, wenn die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie der als Referenz verwendeten Varactordiode A noch komplexer wird, erforderlich, daß die Grundrißflächen der verschiedenen Diffusionsschichten des Diffusionsbereiches 10 ebenfalls voneinander verschieden sind, wie dies beim Diffusionsbereich 9 der Fall ist.More precisely, it will be when the capacitance-voltage characteristic the varactor diode A used as reference becomes even more complex, required that the plan areas of the different diffusion layers of the diffusion region 10 are also different from one another, as in Diffusion region 9 is the case.
Gemäß der Erfindung kann sogar in dem Fall, in welchem die Varactordioden A und B komplexe Kennlinien aufweisen, die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie der einen Varactordiode bezüglich der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie der als Referenz dienenden anderen Varactordiode dadurch gesteuert bzw. eingestellt werden, daß die Kombinationen von Grundrißflächen der verschiedenen Diffusionsschichten geändert werden, die die Diffusionsbereiche 9 und 10 bilden.According to the invention, even in the case where the varactor diodes A and B have complex characteristics, the capacitance-voltage characteristic of the one Varactor diode with respect to the capacitance-voltage characteristic curve of the reference other varactor diodes can be controlled or adjusted that the combinations be changed by plan areas of the various diffusion layers that the Form diffusion regions 9 and 10.
Auch ist es möglich, den P-dotierten Diffusionsbereich durch verschiedene Diffusionsschichten zu bilden, die unterschiedliche Grundrißflächen besitzen.It is also possible to use different diffusion areas for the P-doped To form diffusion layers that have different plan areas.
Weiterhin kann die Erfindung nicht nur dazu verwendet werden, das Problem des Gleichlauffehlers zu lösen; die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß sie zwei oder mehr Varactordioden umfaßt, deren Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien sich voneinander in relativ komplexer Weise unterscheiden.Furthermore, the invention can not only be used to the Solve the problem of synchronization error; the device according to the invention can also be formed so that it comprises two or more varactor diodes, their capacitance-voltage characteristics differ from one another in relatively complex ways.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß Fig. 3 lediglich ein Beispiel von Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien wiedergibt, das zur Verringerung des Gleichlauffehlers geeignet ist.It should again be pointed out that FIG. 3 is only an example of capacitance-voltage characteristics reproduces that to reduce the synchronization error suitable is.
Somit schafft die Erfindung eine Varactordioden-Anordnung, die wenigstens zwei hyperabrupte PN-Übergänge umfaßt, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung, wobei die Kombination der Grundrißflächen von mehreren Diffusionsschichten in wenigstens einem der hyperabrupten Übergänge sich unterscheidet von der Kombination von Grundrißflächen von mehreren Diffusionsschichten in dem anderen hyperabrupten PN-Übergang oder den anderen hyperabrupten PN-Ubergängen.Thus, the invention provides a varactor diode arrangement that at least includes two hyperabrid PN junctions, and a method of making one such device, the combination of the plan areas of several diffusion layers in at least one of the hyperabrupt transitions is different of the combination of plan areas of several diffusion layers in the other hyper-abrupt PN junction or the other hyper-abrupt PN junctions.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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