DE69430091T2 - Halbleiterbauelement mit LC-Element und Verfahren zur Herstellung - Google Patents
Halbleiterbauelement mit LC-Element und Verfahren zur HerstellungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein LC-Element, das ein vorbestimmtes Frequenzband dämpfen kann und das entweder als Teil einer Halbleitervorrichtung oder einer anderen Vorrichtung oder als diskretes Element verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleitervorrichtung und eines solchen LC-Elements.
- Der schnelle Fortschritt der Elektroniktechnologie in den vergangenen Jahren hat die Verwendung von elektronischen Schaltungen in einem zunehmend breiteren Bereich von Gebieten mit sich gebracht. Daher ist ein stabiler Betrieb dieser elektronischen Schaltungen ohne Beeinflussung durch externe Bedingungen gefordert.
- Diese Arten elektronischer Schaltungen sind jedoch direkt oder indirekt einem Eindringen von externem Rauschen ausgesetzt. Demgemäß besteht ein Problem dahingehend, dass in elektronischen Produkten, bei denen diese elektronischen Schaltungen verwendet werden, in relativ vielen Fällen Betriebsstörungen auftreten.
- Insbesondere gibt es viele Fälle, bei denen Schaltungsregler als Gleichstromversorgung für elektronische Schaltungen verwendet werden. Als Folge des Überstroms, der durch Vorgänge wie das Schalten verursacht wird, und durch Lastschwankungen, die sich aus dem Schaltbetrieb der verwendeten digitalen IC's ergeben, wird in der Schaltungsregler- Stromversorgungsleitung häufig ein Rauschen mit vielen Frequenzkomponenten erzeugt. Dieses Rauschen wird über die Stromversorgungsleitung oder durch Strahlung zu anderen Schaltungen in dem gleichen Produkt übertragen, was zu Effekten wie Betriebsstörungen und einem beeinträchtigten Signal-Rausch-Verhältnis und in manchen Fällen sogar zu Betriebsstörungen in anderen, sich in der Nähe befindlichen elektronischen Produkten führt.
- Gegenwärtig werden bezüglich elektronischer Schaltungen verschiedene Typen von Rauschfiltern verwendet, um diese Art von Rauschen zu entfernen. Insbesondere wurden aufgrund der zahlreichen Typen elektronischer Produkte, die in den letzten Jahren eingeführt worden sind, die Beschränkungen hinsichtlich des Rauschens noch strenger und die Entwicklung eines LC-Elements, das als kompakter Hochleistungsrauschfilter wirkt, der ein solches Rauschen zuverlässig entfernen kann, ist erforderlich.
- Ein Beispiel eines LC-Elements dieses Typs ist ein LC-Rauschfilter, das in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 3-259608 beschrieben ist. Bei diesem LC- Rauschfilter exisitieren die L- und C-Komponenten als verteilte Konstanten und verglichen mit einem LC-Filter des Typs mit integrierter Konstante kann über ein relativ breites Band eine günstige Dämpfungsantwort erhalten werden.
- Dieses LC-Filter umfasst jedoch einen Leiter des Kondensator-Typs, der auf einer Oberfläche einer Isolierfolie ausgebildet ist, und einen Leiter des Induktions-Typs, der auf der anderen Oberfläche ausgebildet ist. Die Herstellung des Filters umfasst das Übereinanderfalten dieser Isolatorfolie, was zur Komplexität der Herstellung beiträgt.
- Wenn dieses LC-Filter direkt in eine IC- oder LSI-Stromversorgungs- oder -Signalleitung eingesetzt wird, ist auch eine Verdrahtung erforderlich, was folglich Zeit und Arbeit zur Installation der Komponenten erfordert.
- Da dieses LC-Filter darüber hinaus als diskrete Komponente ausgebildet ist, ist das Einbeziehen in eine IC- oder LSI-Schaltung, d.h. das Einsetzen in die interne Verdrahtung einer IC- Vorrichtung, LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung nahezu unmöglich.
- Die EP-A-0 230 154 beschreibt eine integrierte Schaltungsstruktur mit einem Vcc-Bus und einem Vss-Bus, die kapazitiv gekoppelt sind. Das Kapazitätsmittel ist entlang der Länge der Busse verteilt und vermindert das Auftreten von Spannungsspitzen, die während des Schaltens induziert werden. Das Kapazitätsmittel kann einen oder mehrere Kondensator(en) umfassen, der/die unter einem oder beiden der Busse ausgebildet ist/sind, wobei die Kondensatoren eine MOS-Kondensatorstruktur aufweisen können.
- Die FR-A-2 509 093 betrifft einen variablen Kondensator mit drei Anschlüssen. Der Kondensator wird mittels einer Verarmungszone mit einer variablen Dicke ausgebildet, die sich von einem pn-Übergang erstreckt, wobei die Breite durch die angelegte Spannung gesteuert wird.
- Die JP-A-4-326607 (Abstract) betrifft einen Schwingkreis, der mittels einer Streifenleitung an einen externen dielektrischen Resonator gekoppelt ist. Die Streifenleitung ist mehrmals gefaltet und nahe an dem Resonator angeordnet. Die Streifenleitung ist mit einem Abschlusswiderstand verbunden, so dass eine Reflexion elektromagnetischer Wellen an einen FET hervorgerufen wird, der in dem Schwingkreis verwendet wird.
- Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die vorstehend genannten Punkte und die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben sind die Bereitstellung einer vereinfachten Herstellung durch den Einsatz der Halbleiterherstellungstechnologie, um bei der nachfolgenden Verarbeitung Vorgänge des Zusammenbaus von Teilen auszuschließen, und die Bereitstellung eines entsprechenden LC-Elements, eines Verfahrens zur Verwendung eines solchen LC-Elements und einer Schaltung, die ein solches LC-Element umfasst und welche die Ausbildung des LC-Elements als Teil einer IC- oder LSI-Vorrichtung ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch ein LC-Element gemäß Anspruch 1 oder 5, ein Verfahren gemäß Anspruch 3, 4 oder 7 und eine Schaltung gemäß Anspruch 8, 11 oder 12 gelöst.
- Die Gateelektrode und der Kanal, der entsprechend derselben ausgebildet ist, wirken als Induktivitäten. Die Isolierschicht ist zwischen der Gateelektrode und dem Kanal angeordnet, wodurch ein Kondensator ausgebildet wird. Darüber hinaus ist dieser Kondensator in der Art einer verteilten Konstante über die Länge der Gateelektrode und des Kanals ausgebildet. Aus diesem Grund wird ein LC-Element ausgebildet, das über ein breites Band eine hervorragende Dämpfungsantwort aufweist. Ein Eingabesignal, das an den ersten oder den zweiten Diffusionsbereich angelegt wird, der an einem Ende des Kanals ausgebildet ist, weist Frequenzkomponenten wie Rauschen im Dämpfungsband auf, das entfernt werden soll, wenn es über die Induktivität und den Kondensator mit verteilter Konstante übertragen wird.
- Da das erfindungsgemäße LC-Element in einer Weise konstruiert werden kann, bei der zusätzlich zur Ausbildung des ersten und des zweiten Diffusionsbereichs in dem Halbleitersubstrat die Isolierschicht und die Gateelektrode mit einer vorbestimmten Gestalt auf der Oberfläche ausgebildet werden, wird die Herstellung extrem einfach. Da dieses LC-Element auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet wird, ist auch die Ausbildung als Teil einer IC- oder LSI- Vorrichtung möglich und wenn es als Teil dieses Vorrichtungstyps ausgebildet wird, kann der Zusammenbau von Teilen bei der anschließenden Verarbeitung ausgeschlossen werden.
- Bei einem erfindungsgemäßen LC-Element kann im Gegensatz zu einem LC-Element, bei dem der Kanal als Signalübertragungsleitung genutzt wird, die Gateelektrode als Signalübertragungsleitung genutzt werden, und da das Signal nicht über den Kanal übertragen wird, kann einer der Diffusionsbereiche weggelassen werden.
- Demgemäß ist zusätzlich zu dem Kanal und der Gateelektrode mit einer vorbestimmten Gestalt, die jeweils als Induktivitäten wirken, ein Kondensator des Typs mit verteilter Konstante zwischen diesen ausgebildet und es wird ein LC-Element gebildet, das über ein breites Band hervorragende Dämpfungseigenschaften aufweist. Auch die Konstruktion ist einfach und in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend genannten LC-Element wird auch die Ausbildung als Teil eines Substrats ermöglicht.
- Wenn ein Eingabesignal entweder an die erste oder an die zweite Eingabe/Ausgabeelektrode angelegt wird, dann wird die Signalausgabe von der anderen Elektrode erhalten. Die dritte Elektrode ist entweder mit einer Stromversorgung auf fixiertem Potential oder Masse verbunden.
- Bei diesem LC-Element sind die erste und die zweite Eingabe/Ausgabeelektrode mit dem ersten und dem zweiten Diffusionsbereich nahe an dem einen bzw. dem anderen Ende des Kanals verbunden, der entsprechend der Gateelektrode ausgebildet ist, und durch Bereitstellen der Masseelektrode nahe an einem Ende der Gateelektrode kann ein Drei-Anschluss-LC- Element ausgebildet werden, wobei der Kanal als Signalübertragungsleitung eingesetzt wird.
- Bei einem LC-Element gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Eingabe/Ausgabeelektroden und die Masseelektrode vertauscht. Daher kann Zusammen mit der Bereitstellung der ersten und der zweiten Eingabe/Ausgabeelektrode nahe an dem einen bzw. dem anderen Ende der Gateelektrode mit der vorbestimmten Gestalt durch Bereitstellen der Masseelektrode, die mit dem Diffusionsbereich verbunden ist, der an einem Ende des Kanals ausgebildet ist, ein Drei-Anschluss-LC-Element in einfacher Weise konstruiert werden, wobei die Gateelektrode mit der vorbestimmten Gestalt als Signalübertragungsleitung eingesetzt wird.
- Bei einem LC-Element gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich zu der Bereitstellung der ersten und der zweiten Eingabe/Ausgabeelektrode nahe an dem einen bzw. dem anderen Ende der Gateelektrode mit der vorbestimmten Gestalt, durch Bereitstellen einer dritten und einer vierten Eingabe/Ausgabeelektrode in dem ersten und dem zweiten Diffusionsbereich, der nahe an dem einen bzw. an dem anderen Ende des Kanals ausgebildet ist, welcher der Gateelektrode entspricht, ein Vier-Anschluss-Gleichtakt-LC-Element in einfacher Weise konstruiert werden.
- Eine weitere Ausführungsform ist durch einen Puffer gekennzeichnet, der in einem Diffusionsbereich des vorstehend genannten LC-Elements zur Verstärkung der Signalausgabe über den Kanal angeschlossen ist.
- Wie bei dem vorstehend genannten LC-Element läuft das Signal durch den Kanal, der verglichen mit einem Metallmaterial wie Aluminium einen relativ großen Widerstand aufweist, und der Spannungspegel wird gedämpft. Bei dieser Halbleitervorrichtung ist der Puffer demgemäß zur Verstärkung der Signalausgabe über den LC-Element-Kanal zur Rückführung des ursprünglichen Signals mit einem hervorragenden Signal-Rausch-Verhältnis verbunden.
- Ein weiteres erfindungsgemäßes LC-Element ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine variable Gatespannung bereitstellt, die an die Gateelektrode angelegt wird, wodurch die Breite und Tiefe des Kanals variiert wird, der entsprechend der Gateelektrode ausgebildet ist, und als Folge davon wird der Kanalwiderstand variiert. Demgemäß kann durch Variieren der Gatespannung die Gesamtdämpfung, d.h. die Frequenzantwort, gemäß den Anforderungen variabel gesteuert werden.
- Ein weiteres erfindungsgemäßes LC-Element ist dadurch gekennzeichnet, dass es im Vorhinein Träger an einer Position injiziert, die der Gateelektrode in der Halbleitersubstratoberfläche der vorstehend genannten LC-Elemente entspricht.
- Im Fall dieser LC-Elemente werden Träger im Vorhinein an einer Position injiziert, die der Gateelektrode entspricht, so dass sie ein Element des Verarmungs-Typs darstellen. In diesem Fall kann ohne Veränderung der Eigenschaften des LC-Elements selbst der Kanal ohne das Anlegen einer Gatespannung ausgebildet werden, oder die Gatespannung und die Kanalbreite und -tiefe usw., können während der Ausbildung des Kanals in dem Zustand, bei dem die Gatespannung angelegt wird, von dem Fall verschieden gemacht werden, wenn Träger nicht injiziert werden.
- Ein weiteres erfindungsgemäßes LC-Element ist dadurch gekennzeichnet, dass es Träger bei einem Minimum eines Abschnitts der Kanalausbildungsposition der Haltleitersubstratoberfläche injiziert. Zusammen mit der Bereitstellung einer größeren oder geringeren Länge des Kanals, welcher der Gateelektrode entspricht, kann eine partielle Entsprechung zwischen der Gateelektrode und dem Kanal bereitgestellt werden.
- Bei diesem LC-Element ist entweder die Gateelektrode oder der Kanal kürzer. Auch in diesem Fall wirken die Gateelektrode bzw. der Kanal mit verschiedener Länge als Induktivitäten und die Isolierschicht ist zwischen diesen zur Bildung eines Kondensators mit verteilter Konstante angeordnet. Demgemäß weist das LC-Element den Vorteil einer hervorragenden Dämpfungsantwort über ein breites Band auf, während die Herstellung einfach ist und das LC-Element als Teil eines Substrats ausgebildet werden kann.
- Bei Fällen, bei welchen das gesamte Halbleitersubstrat in dem gleichen Zustand ausgebildet wird, muss der Kanal durch Injektion von Trägern in einen Teil des Kanals oder durch Abtrennen eines Abschnitts des Kanals durch Ätzen oder ein anderes Mittel im Vorhinein verkürzt werden, da der Kanal entsprechend der Gesamtlänge der Gateelektrode ausgebildet ist.
- Eine weitere erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einheitlich ausgebildet wird, wodurch jedes der vorstehend genannten LC-Elemente als Abschnitt eines Substrats ausgebildet wird und bei der mindestens die Gateelektrode oder der Kanal, der entsprechend derselben ausgebildet ist, in eine Signalleitung oder eine Stromversorgungsleitung eingesetzt ist.
- Da das erfindungsgemäße LC-Element in einheitlicher Weise mit anderen Komponenten auf dem Halbleitersubstrat hergestellt werden kann, ist diese Halbleitervorrichtung einfach herzustellen und ein Zusammenbau von Teilen bei der nachfolgenden Verarbeitung ist nicht erforderlich.
- Ein weiteres erfindungsgemäßes LC-Element ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Schutzschaltung entweder in der Betriebversorgungsspannungsleitung oder der Masse von jedem der vorstehend genannten LC-Elemente zur Umleitung einer Überspannung bereitstellt, die an die Gateelektrode angelegt wird.
- Bei dieser Halbleitervorrichtung ist die Schutzschaltung mit der Gateelektrode verbunden. Demgemäß kann selbst dann, wenn eine Überspannung aufgrund statischer Elektrizität oder einer anderen Ursache bezüglich der Gateelektrode angelegt wird, ein Versagen der Isolierung zwischen der Gateelektrode und dem Haltleitersubstrat verhindert werden, da der umgeleitete Strom in der Betriebsversorgungsspannungsleitung oder der Masseleitung fließt.
- Die vorstehend genannten LC-Elemente können mit der herkömmlichen Halbleiter- Herstellungstechnologie (insbesondere der MOS-Herstellungstechnologie) hergestellt werden. Zusätzlich zu einer Verkleinerung und einer Kostensenkung kann eine Vielzahl einzelner LC-Elemente gleichzeitig in einer Massenproduktion hergestellt werden.
- Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;
- Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1;
- Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in Fig. 1;
- Fig. 5A und 5B zeigen Zustände bei der Ausbildung des Kanals;
- Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht entlang der Gateelektrode einer spiralförmigen Gateelektrode eines LC-Elements gemäß der ersten Ausführungsform;
- Fig. 7A und 7B sind schematische Diagramme, die Ersatzschaltungen von LC-Elementen gemäß der ersten Ausführungsform zeigen;
- Fig. 8A und 8B sind erläuternde Zeichnungen zur Beschreibung des Kanal- Widerstandswerts;
- Fig. 9A bis 9G zeigen ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für ein LC-Element gemäß der ersten Ausführungsform;
- Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Variation eines LC-Elements gemäß der ersten Ausführungsform;
- Fig. 11 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 11;
- Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in Fig. 11;
- Fig. 14 zeigt das Prinzip einer mäanderförmigen Induktivität;
- Fig. 15 zeigt ein Beispiel einer Variation eines LC-Elements gemäß der zweiten Ausführungsform;
- Fig. 16 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 17 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ersatzschaltung eines LC-Elements gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
- Fig. 18 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 19 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 20 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ersatzschaltung eines LC-Elements gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
- Fig. 21 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 22 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 23 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ersatzschaltung eines LC-Elements gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
- Fig. 24 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 25A und 25B sind Draufsichten auf Drei-Anschluss-LC-Elemente mit geraden Gateelektroden;
- Fig. 26A und 26B sind Draufsichten auf Gleichtakt-LC-Elemente mit geraden Gateelektroden;
- Fig. 27A und 27B sind Draufsichten auf LC-Elemente, die bogenförmige bzw. sinusförmige Gateelektroden aufweisen;
- Fig. 28 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element mit einer partiell kreisförmigen Elektrode;
- Fig. 29 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element mit einer partiell kreisförmigen Elektrode mit einem zurückgefalteten Abschnitt;
- Fig. 30 zeigt ein Beispiel einer Variation der Elektrodenform;
- Fig. 31 zeigt ein Beispiel einer weiteren Variation der Elektrodenform;
- Fig. 32 ist eine gekürzte Draufsicht eines Falls, bei dem Anschlüsse unter Verwendung eines chemischen Flüssigphasenverfahrens bereitgestellt werden;
- Fig. 33 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in Fig. 32;
- Fig. 34 ist eine erläuternde Zeichnung der Ausbildung von LC-Elementen jeder Ausführungsfrom als Teile einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung;
- Fig. 35A bis 35C sind schematische Diagramme, die Beispiele für eine Pufferschaltungsverbindung mit der Ausgabeseite der LC-Elemente jeder Ausführungsform zeigen;
- Fig. 36A und 36B sind schematische Diagramme, die Beispiele für eine Verstärkerschaltungsverbindung mit der Ausgabeseite der LC-Elemente jeder Ausführungsform zeigen; und
- Fig. 37A und 37B sind schematische Diagramme, die Beispiele für eine Hinzufügung einer Schutzschaltung zu der Eingabeseite der LC-Elemente jeder Ausführungsform zeigen.
- Nachstehend ist eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen LC-Elemente unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angegeben. Da der Aufbau der erfindungsgemäßen LC-Elemente einem MOSFET entspricht, wird in der nachstehenden Beschreibung die Terminologie bezüglich eines Feldeffekttransistors verwendet, z.B. wird ein Diffusionsbereich als Quelle, der andere Diffusionsbereich als Senke bzw. die Gateelektrode als Gate bezeichnet.
- Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein spiralförmiges LC-Element gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Fig. 2, 3 und 4 sind vergrößerte Querschnittsansichten entlang der Linien A-A, B-B bzw. C-C in Fig. 1.
- Wie es in diesen Figuren gezeigt ist, ist das LC-Element 100 dieser Ausführungsform an einer Position nahe der Oberfläche eines Halbleitersubstrats 30 ausgebildet, das ein p-Silicium (p-Si) umfasst, und welches eine spiralförmige Elektrode 10 umfasst, die als Gate zwischen einem Quellendiffusionsbereich 12 und einem Senkendiffusionsbereich 14 wirkt und die durch einen Kanal 22 verbunden ist, der durch Anlegen einer Spannung an denselben ausgebildet wird.
- Die Quelle 12 und die Senke 14 sind als invertierte p-Si-Substrat 30 n&spplus;-Diffusionsbereiche ausgebildet. Beispielsweise können diese durch Anheben der Fremdatomdichte durch Injizieren von As&spplus;-Ionen durch thermische Diffusion oder Ionenimplantation ausgebildet werden.
- Die spiralförmige Gateelektrode 10 ist auf einer Isolierschicht 26 ausgebildet, die in der Oberfläche des p-Si-Substrats 30 in einer Weise ausgebildet ist, bei der ein Ende die Quelle 12 und das andere Ende die Senke 14 überlappt. Die spiralförmige Gateelektrode 10 ist aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber oder einem anderen Dünnfilm oder durch starke P-Dotierung durch Diffusion oder Ioneninjektion ausgebildet.
- Die Isolierschicht 26 an der Oberfläche des p-Si-Substrats 30 dient zur Isolation der Oberfläche des p-Si-Substrats 30 und der spiralförmigen Gateelektrode 10 und hat die Funktion eines Gatefilms bezüglich eines MOSFET. Die gesamte Oberfläche (oder zumindest ein Abschnitt, welcher der spiralförmigen Gateelektrode 10 entspricht) ist mit dieser Isolierschicht 26 bedeckt. Darüber hinaus ist die spiralförmige Gateelektrode 10 auf der Oberfläche dieser Isolierschicht 26 ausgebildet. Die Isolierschicht 26 ist z.B. aus SiO&sub2; mit hinzugefügten P (P- Glas) ausgebildet.
- Die spiralförmige Gateelektrode 10, die Quelle 12 und die Senke 14 sind jeweils mit einer Masseelektrode 16 und Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 verbunden, wie es in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Die Verbindung der Masseelektrode 16 mit der spiralförmigen Gateelektrode 10 wird extern an den aktiven Bereich durchgeführt, um den dünnen Gatefilm nicht zu beschädigen, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.
- Wie es in Fig. 2 oder 4 gezeigt ist, wird nach der Freilegung eines Teils der Quelle 12 und der Senke 14 die Verbindung der Eingabe/Ausgabeelektrode 18 mit der Quelle 12 und die Verbindung der Eingabe/Ausgabeelektrode 20 mit der Senke 14 durch Aufbringen eines Aluminium-, Kupfer-, Gold-, Silberfilms oder eines anderen Metallfilms durchgeführt. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist die mit der Senke 14 verbundene Eingabe/Ausgabeelektrode 20, die im Wesentlichen an dem Mittelabschnitt der Spirale angeordnet ist, derart zu dem externen Umfang verlängert, dass der Isolierzustand jedes Windungsabschnitts der spiralförmigen Gateelektrode 10 aufrechterhalten wird.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des n-Kanal-Anreicherungstyps für ein LC-Element mit dem vorstehend genannten Aufbau gemäß dieser Ausführungsform wird dann, wenn eine relativ positive Spannung an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, zuerst ein Kanal 22 des n-Typs ausgebildet. Während dieser Kanal 22 bzw. die spiralförmige Gateelektrode 10 als spiralförmige Induktivitätselemente wirken, wird anschließend ein Kondensator mit verteilter Konstante zwischen diesem Kanal 22 und der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet.
- Die Fig. 5A und 5B sind Querschnittszeichnungen, die den Ausbildungszustand des Kanals 22 zeigen. Die Querschnittsansicht ist senkrecht zu der Längsrichtung der spiralförmigen Gateelektrode 10. Wie es in Fig. 5A gezeigt ist, erscheint in dem Zustand, bei dem keine positive Gatespannung an die Masseelektrode 16 angelegt wird, die mit der spiralförmigen Gateelektrode 10 verbunden ist, der Kanal 22 nicht in der Oberfläche des p-Si-Substrats 30,. Demgemäß sind bei diesem Zustand die in Fig. 1 gezeigte Quelle 12 und die Senke 14 isoliert.
- Umgekehrt erscheint dann, wenn eine positive Gatespannung bezüglich der spiralförmigen Gateelektrode 10 angelegt wird, der Kanal 22, der einen n-Bereich umfasst und welcher der spiralförmigen Gateelektrode 10 entspricht, nahe an der Oberfläche des p-Si-Substrats 30, wie es in Fig. 5B angegeben ist. Da dieser Kanal 22 über die gesamte Länge der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet ist, werden Ladungen in dem Kanal 22 bzw. der spiralförmigen Gateelektrode 10 zur Bildung eines Kondensators mit verteilter Konstante zwischen diesen gespeichert.
- Fig. 6 zeigt den Querschnittsaufbau eines LC-Elements 100 gemäß dieser Ausführungsform und zeigt eine Ansicht entlang der Längsrichtung der spiralförmigen Gateelektrode 10. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist der Kanal 22 parallel zu der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet und durch diesen Kanal 22 wird ein leitender Zustand zwischen der Quelle 12 und der Senke 14 erzeugt. Beispielsweise wird im Fall eines Anreicherungstyps in einem Zustand, bei dem eine vorbestimmte Gatespannung an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, dieser Kanal 22 zuerst ausgebildet und der leitende Zustand wird zwischen der Quelle 12 und der Senke 14 erzeugt. Durch Ändern der an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegten Gatespannung kann der Widerstandswert zwischen der Quelle 12 und der Senke 14 verändert werden, da die Breite und die Tiefe des Kanals 22 geändert werden.
- In der Praxis ist die an die spiralförmige Gateelektrode 10 über die Masseelektrode 16 angelegte Gatespannung in Fig. 6 auf das Substrat 30 bezogen. Insbesondere wirkt in dem LC- Element 100 dieser Ausführungsform die lange spiralförmige Gateelektrode 10 als Gate und der Kanal 22 muss genau über die gesamte Länge dieser spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet werden. Beispielsweise ist ein einfaches Bereitstellen einer vorbestimmten Potentialdifferenz, die der Gatespannung zwischen der Masseelektrode 16, die mit einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 verbunden ist, und der Quelle 12 nicht ausreichend, da ein Risiko dahingehend besteht, dass der Kanal 22 nicht in der Nähe der Senke 14 ausgebildet wird. Aus diesem Grund muss eine vorbestimmte Gatespannung zwischen der spiralförmigen Gateelektrode 10 und dem Substrat 30 nahe an der Position der spiralförmigen Gateelektrode 10 angelegt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, eine Elektrode auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Substrats 30 (Bodenfläche des p-Si-Substrats 30, die in Fig. 6 gezeigt ist) auszubilden und eine vorbestimmte Potentialdifferenz zwischen dieser Elektrode und der Masseelektrode 16 bereitzustellen.
- Die Fig. 7A und 7B zeigen Ersatzschaltungen von LC-Elementen gemäß der ersten Ausführungsform. Die Schaltung der Fig. 7A zeigt einen Fall, bei dem der Kanal 22, der mit Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 ausgestattet ist, als Signalübertragungsleitung verwendet wird, und bei dem gleichzeitig die Masseelektrode 16, die nahe an einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 bereitgestellt ist, geerdet ist, wodurch die Schaltung als Drei- Anschluss-LC-Element wirkt.
- Da die Masseelektrode 16 geerdet ist, muss in diesem Fall der Spannungspegel der Eingabe/Ausgabesignale über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 und der Spannungspegel, der an das p-Si-Substrat 30 angelegt wird, negativ gehalten werden. Dadurch wird eine relativ positive Gatespannung an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt, während kein Abschneiden des Kanals 22 in der Nähe der Quelle 12 und der Senke 14 stattfindet.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Ausbildungsposition des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Bei einem LC-Element dieser Ausführungsform, das diesen Typ einer Ersatzschaltung aufweist, ist der Kanal 22, der die Signalübertragungsleitung umfasst, spiralförmig ausgebildet und wirkt somit als Induktivität mit der Induktivität L1. Da die Gateelektrode 10 auch spiralförmig ausgebildet ist, wirkt diese auf die gleiche Weise als Induktivität mit der Induktivität L2. Da diese beiden Induktivitäten auf der Isolierschicht 26 ausgebildet sind, wird ein Kondensator mit verteilter Konstante mit einer vorbestimmten Kapazität C durch den Kanal 22 und die spiralförmige Gateelektrode 10 ausgebildet.
- Demgemäß liegen in dem LC-Element 100 dieser Ausführungsform eine Induktivität und eine Kapazität mit verteilter Konstante vor. Daher können hervorragende Dämpfungseigenschaften realisiert werden, die mit einem herkömmlichen Element mit konzentrierter Konstante nicht erreicht werden können. Von einem Eingabesignal, das entweder über die Eingabeelektrode 18 oder die Ausgabeelektrode 20 angelegt wird, kann von der anderen dieser Elektroden eine Ausgabe erhalten werden, bei der nur die vorbestimmten Frequenzkomponenten entfernt worden sind. Insbesondere sind im Fall des LC-Elements 100 dieser Ausführungsform die spiralförmige Gateelektrode 10 und der entsprechende Kanal 22 spiralförmig und auch so ausgebildet, dass der Durchmesser jedes Umfangsabschnitts aufeinanderfolgend kontinuierlich variiert. Aus diesem Grund sind die Dämpfungseigenschaften (Einfügungsdämpfungseigenschaften eines Signals, das über den Kanal 22 übertragen worden ist), die durch die Induktivität und die Kapazität mit verteilter Konstante bestimmt werden derart, dass ein Signal über einen breites Band gedämpft wird. Daher ist dieses LC-Element 100 bei der Entfernung von Frequenzkomponenten wie Rauschen in dem Dämpfungsband wirksam.
- Fig. 7B zeigt eine Ersatzschaltung, bei der bezüglich der Masseelektrode 16 eine variable Steuerspannung Vc angelegt wird. Durch Ändern der an die Masseelektrode 16 angelegten Steuerspannung Vc, wird die Mobilität bezüglich des Kanals 22 verändert, da die Tiefe des Kanals 22 verändert wird. Als Folge davon kann der Widerstand des Kanals 22 je nach Wunsch verändert werden.
- Dementsprechend werden die jeweilige Induktivität des Kanals 22 und der spiralförmigen Gateelektrode 10 und die Kapazität des zwischen diesen ausgebildeten Kondensators mit verteilter Konstante verändert. Darüber hinaus werden die Gesamtdämpfungseigenschaften des LC-Elements 100, die durch den Widerstand des Kanals 22 bestimmt werden, verändert. Mit anderen Worten können durch Verändern dieser Steuerspannung Vc die Eigenschaften des LC-Elements 100 dieser Ausführungsform je nach Wunsch innerhalb eines bestimmten Bereichs verändert werden.
- Die vorstehende Beschreibung des LC-Elements 100 betrifft den Fall, bei dem ein n-Kanal zwischen der Quelle 12 und der Senke 14 ausgebildet worden ist. In diesem Fall ist die Mobilität groß und der Widerstand des Kanals 22 ist vergleichsweise klein, da Elektronen als Träger verwendet werden. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, einen p-Kanal auf einem n- Typ-Siliciumsubstrat (n-Si-Substrat) auszubilden. Im letzteren Fall wird der Widerstand des Kanals 22 relativ groß und es bilden sich im Vergleich zu dem vorstehenden n-Kanal-Fall unterschiedliche Eigenschaften aus, da Löcher als Träger verwendet werden.
- Fig. 8A und 8B sind Zeichnungen zur Beschreibung des Kanalwiderstands R in einem Fall, bei dem die Gatespannung (Steuerspannung Vc), die an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, variiert wird, um die Tiefe und andere Eigenschaften des Kanals 22 zu verändern. Fig. 8A ist eine Draufsicht, bei der die tatsächlich vorliegende spiralförmige Gateelektrode 10 aus Gründen der Beschreibung in einer geraden Form vorliegt. Fig. 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Fig. 8A.
- In den Fig. 8A und 8B ist W die Gatebreite und X ist die Kanaltiefe. Damit wird dann, wenn der Kanal 22 durch die spiralförmige Gateelektrode 10 mit der Breite W ausgebildet wird, die Breite dieses Kanals 22 (W + 2X). Demgemäß kann der Widerstand R des Kanals 22 zwischen der Quelle 12 und der Senke 14 wie folgt berechnet werden.
- R = ρL/(W + 2X)
- In der vorstehenden Gleichung ist p der Widerstand pro Einheitsfläche des Kanals 22 mit der Tiefe X und der Kanalwiderstand R ist proportional zu der Kanallänge L und umgekehrt proportional zu der Kanalbreite (W + 2X).
- Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des LC-Elements 100 gemäß dieser Ausführungsform angegeben.
- Die Fig. 9A bis 9G zeigen ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines LC-Elements 100 des Anreicherungstyps. Die Figuren zeigen Querschnitte der spiralförmigen Gateelektrode 10 in Längsrichtung gesehen.
- Als erstes wird Siliciumdioxid SiO&sub2; durch thermische Oxidation auf der Oberfläche des p-Si- Substrats 30 ausgebildet (Fig. 9A).
- Abschnitte, die der Quelle 12 und der Senke 14 entsprechen, werden durch Photo-Ätzen des oxidierten Films auf der Oberfläche des p-Si-Substrats 30 geöffnet (Fig. 9B).
- Die Quelle 12 und die Senke 14 werden durch Injizieren von n-Typ-Fremdatomen in die geöffneten Abschnitte ausgebildet (Fig. 9C). Beispielsweise wird As&spplus; als n-Typ-Fremdatom verwendet und mittels thermischer Diffusion injiziert. Wenn die Fremdatome durch Ionenimplantation injiziert werden, ist das Öffnen der Fenster gemäß Fig. 9B nicht erforderlich.
- Ein offener Gatebereich-Abschnitt wird durch Entfernen des oxidierten Films von dem Bereich zur Ausbildung der spiralförmigen Gateelektrode 10 erzeugt (Fig. 9D). Bei dieser Ausführungsform wird der offene Gate-Abschnitt auch spiralförmig entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet. Auf diese Weise wird nur der Abschnitt des p-Si-Substrats 30 freigelegt, welcher der spiralförmigen Gateelektrode 10 entspricht.
- Auf dem teilweise freigelegten p-Si-Substrat 30 wird ein neuer Oxidationsfilm, d.h. die Isolierschicht 26, ausgebildet.
- Die spiralförmige Gateelektrode 10, die als Gate wirkt, wird z.B. durch Aufdampfen von Aluminium oder eines anderen Materials ausgebildet, sowie die mit der Quelle 12 verbundene Eingabe/Ausgabeelektrode 18 und die mit der Senke 14 verbundene Eingabe/Ausgabeelektrode 20 (Fig. 9F).
- Schließlich wird auf die gesamte Oberfläche P-Glas aufgebracht, worauf ein Erhitzen eine glatte Oberfläche liefert (Fig. 9G).
- Demgemäß entspricht das Verfahren zur Herstellung des LC-Elements im Wesentlichen dem gewöhnlichen Verfahren zur Herstellung eines MOSFET. Es unterscheidet sich lediglich in der Form und anderen Eigenschaften der Gateelektrode 10. Demgemäß wird die Herstellung auf dem gleichen Substrat mit einem gewöhnlichen MOSFET oder Bipolartransistor ermöglicht und die Ausbildung ist als Teil einer IC- oder LSI-Vorrichtung möglich. Wenn das LC- Element darüber hinaus als Teil einer IC- oder LSI-Vorrichtung ausgebildet wird, können Zusammenbauvorgänge bei der nachfolgenden Verarbeitung wegfallen.
- Bei dem LC-Element gemäß dieser Ausführungsform umfassen die spiralförmige Gateelektrode 10 und der Kanal 22, der entsprechend derselben ausgebildet ist, Induktivitäten und gleichzeitig wird ein Kondensator mit verteilter Konstante zwischen der spiralförmigen Gateelektrode 10 und dem Kanal 22 ausgebildet.
- Demgemäß besitzt das resultierende LC-Element in einem Fall, bei dem die Masseelektrode 16, die an einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 bereitgestellt ist, geerdet oder mit einem fixierten Potential verbunden ist, und bei dem der Kanal 22 als Signalübertragungsleitung verwendet wird, über ein breites Band hervorragende Dämpfungseigenschaften bezüglich des Eingabesignals.
- Wie vorstehend erwähnt ist die Herstellung des LC-Elements sowohl einfach als auch bezüglich der Kompaktheit und anderer Erfordernisse anwendbar, da dieses LC-Element unter Verwendung der gewöhnlichen MOSFET-Herstellungstechnologie herstellbar ist. Wenn darüber hinaus das LC-Element als Teil eines Halbleitersubstrats hergestellt wird, kann ein Verdrahten mit anderen Komponenten gleichzeitig durchgeführt werden und ein Zusammenbau und andere Arbeiten während der nachfolgenden Verarbeitung werden unnötig.
- Bezüglich des LC-Elements 100 dieser Ausführungsform kann auch der Widerstand des Kanals 22 variabel durch Ändern der Gatespannung (Steuerspannung Vc) gesteuert werden, die an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, und die Eigenschaften des LC- Elements 100 können innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt oder geändert werden.
- In der vorstehenden Beschreibung der ersten Ausführungsform wurde der Kanal 22, der entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet war, als Signalübertragungsleitung verwendet. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionen des Kanals 22 und der spiralförmigen Gateelektrode 10 auszutauschen. Mit anderen Worten kann die spiralförmige Gateelektrode 10 durch Verbinden der Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 mit beiden Enden der spiralförmigen Gateelektrode 10 und Verbinden der Quelle 12 (oder der Senke 14), die an einem Ende des Kanals 22 ausgebildet ist, mit der Masseelektrode 16, und Verbinden dieser Masseelektrode 16 mit der Masse oder einem veränderbaren fixierten Potential als Signalübertragungsleitung verwendet werden, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.
- Es ist allgemein bekannt, dass die Verringerung des Widerstands, der mit der Masseelektrode 16 verbundenen Induktivität ein LC-Element mit einer scharfen Dämpfung für spezifische Frequenzen erzeugt. Demgemäß weist das in Fig. 10 gezeigte LC-Element (bei dem die Seite des Kanals 22 geerdet ist) verglichen mit dem LC-Element von Fig. 1 (bei dem die Seite der spiralförmigen Gateelektrode 10 geerdet ist) einen kleineren Q-Wert auf und besitzt eine sanftere Dämpfung für spezifische Frequenzkomponenten.
- In dem vorstehenden Fall kann die andere Elektrode weggelassen werden, da die Masseelektrode 16 entweder mit der Quelle 12 oder der Senke 14 verbunden ist.
- Obwohl sich die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsform auf ein LC-Element des Anreicherungstyps bezogen hat, bei dem der Kanal 22 durch Anlegen eines Spannungspegels ausgebildet wird, der relativ höher ist als derjenige des Substrats 30 zu der spiralförmigen Gateelektrode 10, kann sich diese auch auf ein LC-Element des Verarmungstyps beziehen. Mit anderen Worten wird durch Injektion von Trägern (n-Typ-Fremdatome) im Vorhinein in den Bereich des Kanals 22, der in Fig. 1 und anderen Figuren angegeben ist, ein n- Kanal ausgebildet. Als Folge davon kann der Kanal 22 ohne Anheben des Potentials der spiralförmigen Gateelektrode 10 über das Potential des Substrats 30 ausgebildet werden oder das Verhältnis zwischen der angelegten Gatespannung und der Kanalbreite, usw., kann verändert werden. Es ist auch möglich, Träger nur in einen Abschnitt des Bereichs entlang der spiralförmigen Gateelektrode 10 zu injizieren.
- Ein LC-Element gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform vorwiegend dadurch, dass nicht-spiralförmige Formen für die Gateelektrode 10 und den Kanal 22 verwendet werden. In den Figuren werden die gleichen Bezeichnungen für Elemente verwendet, die den Elementen der ersten Ausführungsform entsprechen.
- Fig. 11 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 200 gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Fig. 11 und Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von Fig. 11.
- Fig. 14 zeigt das Prinzip einer mäanderförmigen Induktivität. Im Fall einer Gateelektrode 10', die eine Mäanderform mit konkaven und konvexen Biegungen aufweist, wird beim Fließen eines Stroms in einer einzigen Richtung in dem Kanal 22 ein magnetischer Fluss erzeugt, so dass die Richtung in angrenzenden konkaven und konvexen Abschnitten umgekehrt wird, was dem Zustand ähnlich ist, bei dem Spulen mit einer halben Windung in Reihe geschaltet sind. Demgemäß kann das gesamte LC-Element 200 so ausgebildet werden, dass es in gleicher Weise wie die Gateelektrode oder der Kanal der ersten Ausführungsform als Induktivität mit einer vorbestimmten Induktivität wirkt.
- Bei der spiralförmigen Gateelektrode ist eines der Enden der Gateelektrode an dem Mittelabschnitt und das andere Ende an dem Umfangsabschnitt angeordnet. Im Gegensatz dazu ist im Fall einer mäanderförmigen Gateelektrode die Anordnung zur Bereitstellung von Anschlüssen und zur Verbindung mit anderen Schaltungselementen günstig, da beide Enden der Gateelektrode an dem Umfangsabschnitt angeordnet sind.
- Bei der in Fig. 15 in Draufsicht gezeigten mäanderförmigen Gateelektrode, bei der die Masseelektrode 16 mit der Quelle 12 (oder der Senke 14) verbunden ist, die an einem Ende des Kanals 22 ausgebildet ist, ist die Signalübertragungsleitung nicht der Kanal 22, sondern die Gateelektrode 10'. Die Masseelektrode ist geerdet oder mit einem fixierten Potential verbunden.
- Auf diese Weise umfassen bei dem LC-Element 200 dieser Ausführungsform die nicht- spiralförmige Gateelektrode 10' und der Kanal 22, der entsprechend derselben ausgebildet ist, jeweils Induktivitäten und gleichzeitig ist ein Kondensator mit verteilter Konstante zwischen der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' und dem Kanal 22 ausgebildet.
- Demgemäß wird in dem Fall, bei dem der Kanal 22 als Signalübertragungsleitung verwendet wird, während die Masseelektrode 16, die an einem Ende der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' bereitgestellt ist, geerdet oder mit einem fixierten Potential verbunden ist, ein LC-Element bereitgestellt, das über ein breites Band hervorragende Dämpfungseigenschaften bezüglich des Eingabesignals besitzt.
- Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Herstellung des LC-Elements sowohl einfach als auch bezüglich der Kompaktheit und anderer Erfordernisse anwendbar, da dieses LC- Element 200 unter Verwendung der gewöhnlichen MOSFET-Herstellungstechnologie herstellbar ist. Wenn darüber hinaus das LC-Element als Teil eines Halbleitersubstrats hergestellt wird, kann ein Verdrahten mit anderen Komponenten gleichzeitig durchgeführt werden und ein Zusammenbau und andere Arbeiten während der nachfolgenden Verarbeitung werden unnötig.
- Darüber hinaus kann bezüglich des LC-Elements 200 dieser Ausführungsform auch der Widerstandswert des Kanals 22 variabel durch Ändern der Gatespannung (Steuerspannung Vc) gesteuert werden, die an die nicht-spiralförmige Gateelektrode 10' angelegt wird, und die Eigenschaften des LC-Elements 200 können innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt oder geändert werden.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist. Diese Eigenschaft entspricht auch dem LC-Element der ersten Ausführungsform.
- Ein zusätzliches Merkmal besteht darin, dass die Signal-Eingabe/Ausgabeverdrahtung auf der gleichen Ebene wie der Ebene der Gateelektrode 10' ohne ein Überkreuzen durchgeführt werden kann, da die Gateelektrode 10' und der Kanal 22 nicht spiralförmig sind.
- Nachstehend wird ein LC-Element gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- Bezüglich des LC-Elements 100 der ersten Ausführungsform, bei der die spiralförmige Gateelektrode 10 und der entsprechende Kanal 22 über im Wesentlichen ihre gesamte Länge parallel sind, d.h. nahezu mit der gleichen Länge ausgebildet sind, ist das LC-Element 300 der dritten Ausführungsform durch eine Verkürzung der spiralförmigen Gateelektrode 10 auf eine vorbestimmte Länge (z.B. etwa 1 Windung) und durch Injizieren von Trägern in die Oberfläche des p-Si-Substrats 30 gekennzeichnet, welche diesem abgereichertem Abschnitt entspricht.
- Fig. 16 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 300 gemäß der dritten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist der Kanal 22 so ausgebildet, dass er die Quelle 12 und die Senke 14 verbindet, die nahe an der Oberfläche des p-Si-Substrats 30 ausgebildet sind. Etwa die Hälfte der äußeren Umfangsseite dieses Kanals 22 entspricht der spiralförmigen Gateelektrode 10, die als Gate wirkt. In etwa die Hälfte dieses Kanals 22 an der inneren Umfangsseite werden im Vorhinein n-Typ-Träger als Fremdatome injiziert und der spiralförmige Kanal 22 wird ausgebildet, obwohl die spiralförmige Gateelektrode 10 nicht vorhanden ist.
- Auf diese Weise werden selbst dann, wenn ein Teil der spiralförmigen Gateelektrode 10 weggelassen wird und die Länge der spiralförmigen Gateelektrode 10 geringer ist als die Länge des Kanals 22 ohne Veränderung der Funktionen der spiralförmigen Gateelektrode 10 als eine Induktivität und des spiralförmigen Kanals 22 als die andere Induktivität auf die gleiche Weise wie bei dem LC-Element 100, das in Fig. 1 angegeben ist, hervorragende Dämpfungseigenschaften erhalten. Insbesondere kann bei diesem LC-Element 300 der dritten Ausführungsform die Kapazität des ausgebildeten Kondensators mit verteilter Konstante frei eingestellt werden und die Gestaltungsfreiheit bezüglich des Designs wird auch erhöht, da die spiralförmige Gateelektrode 10 auf eine gewünschte Länge eingestellt werden kann.
- Fig. 17 zeigt eine Ersatzschaltung des LC-Elements 300 gemäß dieser Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, wird die Induktivität L3 nur durch das Ausmaß der Verminderung der Anzahl der Windungen der spiralförmigen Gateelektrode 10 verringert und die entsprechende Kapazität C1 mit verteilter Konstante wird ebenso verringert. Demgemäß unterscheidet sich die Frequenzantwort von dem in Fig. 1 und anderen Figuren angegebenen LC- Element 100 und durch Einstellen der Länge (Anzahl der Windungen) dieser spiralförmigen Gateelektrode 10 kann die Frequenzantwort innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt oder verändert werden.
- Auf die gleiche Weise wie in den vorstehenden Ausführungsformen kann durch Ändern der an die Masseelektrode 16 angelegten Gatespannung der Widerstand des Kanals 22, der entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet ist, verändert werden, und die Dämpfungseigenschaften des LC-Elements können variabel gesteuert werden.
- Darüber hinaus kann der Kanal 22 selbst dann, wenn der Eingabe/Ausgabespannungspegel an den Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist, durch eine Verarmungskonstruktion, bei der n-Typ-Träger im Vorhinein an der Position injiziert werden, an welcher der Kanal 22 entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet wird, auf die gleiche Weise wie bei den vorstehenden Ausführungsformen an einer Position ausgebildet werden, die der spiralförmigen Gateelektrode 10 entspricht.
- Auf diese Weise werden bei einem LC-Element dieser Ausführungsform eine Induktivität und ein Kondensator mit verteilter Konstante durch die spiralförmige Gateelektrode 10 und den Kanal 22 ausgebildet und ein Element mit hervorragenden Dämpfungsantwortfunktionen kann erhalten werden.
- Das LC-Element 300 weist auch die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform auf, da das LC-Element 300 durch die Halbleiterherstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann.
- Obwohl sich die vorstehende Beschreibung des LC-Elements 300 der vorliegenden Ausführungsform auf ein Beispiel bezogen hat, bei dem der Kanal 22 als Signalübertragungsleitung verwendet wird, ist es auch möglich, die Funktionen der spiralförmigen Gateelektrode 10 und des Kanals 22 auszutauschen und die Seite des Kanals 22 mit der Masse oder einem fixierten Potential zu verbinden und die spiralförmige Gateelektrode 10 als Signalübertragungsleitung zu verwenden. In diesem Fall kann der Kanal 22 dadurch kürzer als die spiralförmige Gateelektrode 10 gemacht werden, dass eine große Menge an p-Typ-Fremdatomen in den gewünschten Abschnitt injiziert werden, um den Kanal 22 abzuschneiden, oder dadurch, dass ein Abschnitt des p-Si-Substrats 30 geätzt wird, um den Kanal 22 abzuschneiden.
- Ein LC-Element gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform dadurch, dass nicht-spiralförmige Formen für die Gateelektroden 10' und den Kanal 22 verwendet werden. In den Figuren werden die gleichen Bezeichnungen für Elemente verwendet, die denjenigen der dritten Ausführungsform entsprechen.
- Fig. 18 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 400 gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist etwa eine Hälfte der Gateelektrode 10', die in Fig. 1 gezeigt ist, entfernt, während Träger in die Oberfläche des p-Si-Substrats 30 entsprechend diesem entfernten Abschnitt injiziert werden.
- Mit Ausnahme der Induktivitäts- und Kapazitätswerte ist die Ersatzschaltung dieses LC- Elements 400 mit der in Fig. 17 angegebenen dritten Ausführungsform identisch. Wie es in der Figur gezeigt ist, wird lediglich dadurch, dass die Anzahl der konkaven und kovexen Abschnitte der Gateelektrode 10' geringer ist, die Induktivität L3 verringert und auch die entsprechende Kapazität C1 mit verteilter Konstante wird verringert.
- Auf diese Weise werden bei einem LC-Element 400 dieser Ausführungsform eine Induktivität und eine Kapazität mit verteilter Konstante durch die nicht-spiralförmige Gateelektrode 10' und den Kanal 22 ausgebildet und ein Element mit hervorragenden Dämpfungseigenschaften wird erhalten.
- Durch Variieren der an die Masseelektrode 16 angelegten Gatespannung kann der Widerstand des Kanals 22, der entsprechend der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' ausgebildet ist, variiert werden, wodurch eine variable Steuerung der Dämpfungseigenschaften des LC-Elements 400 ermöglicht wird.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Das LC-Element 400 weist auch dahingehend die gleichen Vorteile wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf, dass das LC-Element 400 durch die Halbleiterherstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann.
- Die Signal-Eingabe/Ausgabeverdrahtung kann auf der gleichen Ebene wie der Ebene der Gateelektrode 10' ohne ein Überkreuzen durchgeführt werden, da die Gateelektrode 10' und der Kanal 22 nicht spiralförmig sind.
- Nachstehend wird ein LC-Element gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- Obwohl die LC-Elemente 100, 200, 300 und 400 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als Drei-Anschluss-Normaltakt-Elemente wirken, ist das LC-Element 500 dieser Ausführungsform so ausgebildet, dass es als Vier-Anschluss-Gleichtakt-Element wirkt.
- Fig. 19 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 500 gemäß der fünften Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, umfasst dieses LC-Element 500 einen Kanal 22, der entsprechend einer spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet ist und der zwischen einer Quelle 12 und einer Senke 14 angeschlossen ist, die an Positionen nahe an der Oberfläche eines p-Si- Substrats 30 ausgebildet sind. Es sind auch Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 mit dem jeweiligen Ende dieser spiralförmigen Gateelektrode 10 verbunden. Diese Punkte unterscheiden sich von dem in Fig. 1 angegebenen LC-Element 100.
- Fig. 20 zeigt eine Ersatzschaltung des LC-Elements 500. Wie es in der Figur gezeigt ist, wirkt der Kanal 22, der zwischen zwei Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 über die Quelle 12 und die Senke 14 ausgebildet ist, als Induktivität mit der Induktivität L1 und gleichzeitig wirkt die spiralförmige Gateelektrode 10, die zwischen zwei Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 ausgebildet ist, als Induktivität mit der Induktivität L2. Darüber hinaus werden der Kanal 22 und die spiralförmige Gateelektrode 10 jeweils als Signalübertragungsleitungen verwendet und gleichzeitig ist ein Kondensator mit verteilter Konstante und der Kapazität C zwischen diesen in der gleichen Weise wie das LC-Element 100 der ersten Ausführungsform ausgebildet.
- Demgemäß ist bei dem LC-Element 500 dieser Ausführungsform nicht nur der Kanal 22 entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet, sondern durch die Bereitstellung von zwei Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 an jedem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 werden die Funktionen eines Vier-Anschluss-Gleichtakt-Elements mit hervorragenden Dämpfungseigenschaften ermöglicht.
- Auf die gleiche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen LC-Elementen 100 und 300 kann durch Ändern der an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegten Gatespannung der Widerstand des Kanals 22, der entsprechend der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet ist, verändert werden, und die Dämpfungseigenschaften des LC-Elements 500 können in einem bestimmten Bereich variabel gesteuert werden.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Mit Ausnahme der vorstehend genannten Unterschiede im Aufbau (d.h. Eigenschaftsunterschiede, die sich aus diesen Aufbauunterschieden ergeben), weist das LC-Element 500 dieser Ausführungsform den gleichen Querschnittsaufbau, usw., auf wie die vorstehend genannten LC-Elemente. Das LC-Element 500 weist dahingehend die gleichen Vorteile wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf, dass das LC-Element 500 durch die MOS- Herstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann.
- Ein LC-Element 600 gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform entspricht im Wesentlichen dem LC-Element der fünften Ausführungsform, wobei der Hauptunterschied die nicht-spiralförmigen Formen der Gateelektrode 10' und des Kanals 22 ist. In den beigefügten Zeichnungen werden die gleichen Bezeichnungen für Elemente verwendet, die der fünften Ausführungsform entsprechen.
- Fig. 21 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 600 gemäß der sechsten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, umfasst dieses LC-Element 600 einen Kanal 22, der entsprechend einer Gateelektrode 10' ausgebildet ist und der zwischen einer Quelle 12 und einer Senke 14 angeschlossen ist, die an Positionen nahe an der Oberfläche eines p-Si-Substrats 30 ausgebildet sind. Es sind auch Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 mit dem jeweiligen Ende dieser Gateelektrode 10' verbunden. Diese Punkte unterscheiden sich von dem in Fig. 11 angegebenen LC-Element 200.
- Mit Ausnahme der Induktivitäts- und Kapazitätswerte ist die Ersatzschaltung dieses LC- Elements 600 die gleich wie diejenige der fünften Ausführungsform, die in Fig. 20 angegeben ist. Bei dem LC-Element 600 dieser Ausführungsform ist nicht nur der Kanal 22 entsprechend der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' ausgebildet, sondern auch durch die Bereitstellung von zwei Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 an jedem Ende der nicht- spiralförmigen Gateelektrode 10' werden die Funktionen eines Vier-Anschluss-Gleichtakt- Elements mit hervorragenden Dämpfungseigenschaften ermöglicht.
- Auf die gleiche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen LC-Elementen kann durch Ändern der an die nicht-spiralförmige Gateelektrode 10' angelegten Gatespannung der Widerstand des Kanals 22, der entsprechend der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' ausgebildet ist, verändert werden, und die Dämpfungseigenschaften des LC-Elements 600 können in einem bestimmten Bereich variabel gesteuert werden.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Mit Ausnahme der vorstehend genannten Unterschiede im Aufbau (d.h. Eigenschaftsunterschiede, die sich aus diesen Aufbauunterschieden ergeben), weist das LC-Element 600 dieser Ausführungsform den gleichen Querschnittsaufbau, usw., auf wie die LC-Elemente der vorstehend genannten Ausführungsformen. Dieses LC-Element 600 kann durch die MOS- Herstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann. Diese und andere Punkte entsprechen denjenigen der LC-Elemente der vorstehend genannten Ausführungsformen.
- Die Signal-Eingabe/Ausgabeverdrahtung kann auf der gleichen Ebene wie der Ebene der Gateelektrode 10' ohne ein Überkreuzen durchgeführt werden, da die Gateelektrode 10' und der Kanal 22 nicht spiralförmig sind.
- Nachstehend wird ein LC-Element gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- Bezüglich der LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, bei denen eine einzelne spiralförmige Gateelektrode 10 ausgebildet worden ist, ist bei dem LC-Element 700 gemäß der siebten Ausführungsform die spiralförmige Gateelektrode 10 in eine Mehrzahl (z.B. zwei) Segmente aufgeteilt.
- Fig. 22 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 700 gemäß der siebten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist dieses LC-Element 700 so aufgebaut, dass die spiralförmige Gateelektrode 10, die in dem in Fig. 1 gezeigten LC-Element 100 verwendet worden ist, durch die Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2 ersetzt wurde. Masseelektroden 16 sind jeweils mit einem Ende dieser geteilten, insgesamt spiralförmigen Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2 verbunden (äußeres Umfangsende der Außenseite des spiralförmigen Gateelektrodensegments 10-1 und inneres Umfangsende der Innenseite des spiralförmigen Gateelektrodensegments 10-2). Durch Erden jeder Masseelektrode 16 werden die durch die Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2 gebildeten Induktivitäten jeweils geerdet. Alternativ werden die durch die Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2 gebildeten Induktivitäten durch Verbinden dieser Masseelektroden 16 mit einer Stromversorgung auf fixiertem Potential mit diesem fixierten Potential verbunden.
- Da die spiralförmige Gateelektrode 10 geteilt ist, wird ein Raum zwischen den geteilten Gateelektrodensegmenten erzeugt und es besteht die Gefahr des Abschneidens des Kanals 22. Daher ist bei dieser Ausführungsform durch Injizieren von n-Typ-Fremdatomen in die Oberfläche des p-Si-Substrats 30 entsprechend den Raumabschnitten zwischen den geteilten Gateelektrodensegmenten ein Diffusionsbereich 13 bereitgestellt. Die Mehrzahl von Kanälen 22, die jeweils entsprechend den geteilten Gateelektrodensegmenten 10-1 und 10-2 ausgebildet worden sind, wirken dann über diesen Diffusionsbereich 13 als einzelner Leiter.
- Fig. 23 zeigt eine Ersatzschaltung eines LC-Elements 700 gemäß der siebten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, wirkt der Kanal 22, der entsprechend den jeweiligen geteilten Gateelektrodensegmenten 10-1 und 10-2 ausgebildet ist, als Induktivität mit der Induktivität L1 und gleichzeitig wirken die geteilten Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2, als Induktivitäten mit den Induktivitäten L4 und L5. Darüber hinaus wirken der Kanal 22 und das geteilte Gateelektrodensegment 10-1 und der Kanal 22 und das geteilte Gateelektrodensegment 10-2 als Kondensatoren mit den jeweiligen Kapazitäten C2 und C3. Darüber hinaus sind diese Kondensatoren als Kondensatoren mit verteilter Konstante ausgebildet.
- Bei dem LC-Element 700 dieser Ausführungsform werden die Eigeninduktivitäten L4 und L5 der geteilten Gateelektrodensegmente 10-1 und 10-2 kleiner. Demgemäß ist die Wirkung dieser Eigeninduktivitäten auf die Gesamteigenschaften des LC-Elements 700 klein und die Induktivität L1 des Kanals 22 und die Kapazitäten mit verteilter Konstante C2 und C3 bestimmen den größten Teil der Eigenschaften des gesamten LC-Elements 700. Demgemäß können durch Ändern des Teilungszustands der spiralförmigen Gateelektrode 10 LC- Elemente mit Eigenschaften ausgebildet werden, die sich von denen der in der ersten und den anderen Ausführungsformen angegebenen LC-Elemente unterscheiden, wodurch die Gestaltungsfreiheit bezüglich des Designs erhöht wird.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Darüber hinaus weist das LC-Element 700 dahingehend die gleichen Vorteile wie die LC- Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf, dass das LC-Element 700 durch die Halbleiterherstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann. Durch Änderung der Spannung, die an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, können auch die Dämpfungsgesamteigenschaften des LC-Elements verändert werden.
- Bei dem in Fig. 22 gezeigten Aufbau des LC-Elements 700 dieser Ausführungsform ist, obwohl der Kanal 22 als Signalübertragungsleitung verwendet worden ist und die spiralförmige Gateelektrode 10 in eine Mehrzahl von Segmenten geteilt worden ist, auch umgekehrt eine Teilung des Kanals 22 in eine Mehrzahl von Segmenten möglich. In diesem Fall ist es erforderlich, den Kanal 22 in eine Mehrzahl von Segmenten durch Injektion von p-Typ- Fremdatomen im Vorhinein oder durch Techniken wie Ätzen eines Teils des p-Si-Substrats 30 an einem Abschnitt, an dem dieser Kanal ausgebildet werden soll, aufzuteilen, da der Kanal 22 elektrisch in eine Mehrzahl von Segmenten in dem Zustand aufgeteilt werden muss, bei dem eine Spannung an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt ist.
- Ein LC-Element gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform vorwiegend durch die Verwendung nicht-spiralförmiger Formen für die Gateelektrode 10 und für den Kanal 22. In den Figuren werden die gleichen Bezeichnungen für Elemente verwendet, die der ersten Ausführungsform entsprechen.
- Fig. 24 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element 800 gemäß der achten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist das LC-Element so aufgebaut, dass die mäanderförmige Gateelektrode 10', die in dem in Fig. 11 gezeigten LC-Element 200 verwendet worden ist, durch die Gateelektrodensegmente 10'-1 und 10'-2 ersetzt wurde.
- Mit Ausnahme der Induktivitäts- und Kapazitätswerte ist die Ersatzschaltung des LC- Elements 800 die gleiche wie diejenige der siebten Ausführungsform, d.h. von Fig. 28. Bei dem LC-Element 800 der achten Ausführungsform wird die Eigeninduktivität L4 und L5 der jeweiligen geteilten Gateelektrodensegmente 10'-1 und 10'-2 kleiner. Demgemäß ist die Wirkung dieser Eigeninduktivitäten auf die Gesamteigenschaften des LC-Elements 800 klein und die Induktivität L1 des Kanals 22 und die Kapazitäten mit verteilter Konstante C2 und C3 bestimmen den größten Teil der Eigenschaften des gesamten LC-Elements 800. Demgemäß können durch Ändern des Teilungszustands der nicht-spiralförmigen Gateelektrode 10' LC- Elemente mit Eigenschaften ausgebildet werden, die sich von denen der in der ersten und den anderen Ausführungsformen angegebenen LC-Elemente unterscheiden, wodurch die Gestaltungsfreiheit bezüglich des Designs erhöht wird.
- Durch die Verwendung eines Aufbaus des Verarmungstyps, bei dem die Träger des n-Typs im Vorhinein an der Position des Kanals 22 injiziert werden, kann der Kanal 22 selbst dann ausgebildet werden, wenn der Signalspannungspegel über die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 positiv ist.
- Darüber hinaus weist das LC-Element 800 dahingehend die gleichen Vorteile wie die LC- Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf, dass das LC-Element 800 durch die Halbleiterherstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann. Durch Änderung der Spannung, die an die spiralförmige Gateelektrode 10 angelegt wird, können auch die Dämpfungsgesamteigenschaften des LC-Elements verändert werden.
- Die Signal-Eingabe/Ausgabeverdrahtung kann auf der gleichen Ebene wie der Ebene der Gateelektrode 10' ohne ein Überkreuzen durchgeführt werden, da die Gateelektrode 10' und der Kanal 22 nicht spiralförmig sind.
- Nachstehend wird ein LC-Element gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
- Im Allgemeinen wird eine Induktivitätsfunktion mit einer vorbestimmten Induktivität durch die Verwendung einer Spiralform für einen Leiter erhalten. Wie vorstehend erwähnt, wird eine Induktivitätsfunktion mit eine vorbestimmten Induktivität auch in den Fällen erhalten, bei denen eine Mäanderform für die Gateelektrode 10' und den Kanal 22 verwendet wird. Es ist jedoch wichtig für das Verständnis der Erfindung, dass in den Fällen, bei denen das Eingabesignalfrequenzband auf hohe Frequenzen beschränkt ist, Formen als Induktivitäten mit Induktivitätskomponenten wirken können, die von einer Spiralform und einer Mäanderform verschieden sind und die in Extremfällen sogar geradlinig sein können. Das LC-Element dieser Ausführungsform berücksichtigt diese Punkte und betrifft die Ausbildung der Gateelektrode in einer Form, die von einer Spiralform oder einer Mäanderform verschieden its.
- Die Fig. 25A, 25B, 26A und 26B sind Draufsichten auf LC-Elemente, bei denen die Gateelektrode 10' bzw. der Kanal 22 geradlinige Formen aufweisen, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung sind.
- Fig. 25A entspricht den vorstehend genannten Fig. 1 und 11 und zeigt ein Drei-Anschluss- LC-Element, bei dem der Kanal 22 über die gesamte Länge der Gateelektrode 10' ausgebildet ist, die als Gate wirkt. Das in der Figur angegebene LC-Element kann entweder vom Anreicherungstyp oder vom Verarmungstyp sein.
- Fig. 25B entspricht den Fig. 16 und 18. Die Gateelektrode 10' ist so angeordnet, dass sie einem Abschnitt des Kanals 22 gegenüberliegt und Träger werden im Vorhinein in den Abschnitt 22 injiziert, welcher der Gateelektrode 10' nicht gegenüberliegt. Es ist auch ein Verarmungstyp möglich, bei dem Träger im Vorhinein über die gesamte Länge des Kanals 22 injiziert werden.
- Fig. 26A entspricht den Fig. 19 und 21 und zeigt den Fall eines Gleichtakt-Typs, bei dem Eingabe/Ausgabeelektroden 46 und 48 an beiden Enden der geradlinigen Gateelektrode 10' ausgebildet sind. Fig. 26B entspricht den Fig. 22 und 24 und zeigt einen Fall, bei dem eine Mehrzahl von geteilten Gateelektrodensegmenten 10'-1 und 10'-2 bereitgestellt sind.
- Die Fig. 27A und 27B sind Draufsichten auf jeweilige LC-Elemente, bei denen für die Gateelektrode 10' und den Kanal 22 Bogen- und Sinusformen eingesetzt werden. Die Fig. 27A zeigt einen Fall, bei dem ein Bogen mit einem großen Krümmungsradius ausgebildet ist. Die in Fig. 27A angegebenen Formen der Gateelektrode 10' und des Kanals 22 sind in den Fällen geeignet, bei denen andere Komponenten, usw., in Positionen angeordnet werden müssen, welche die gerade Linie blockieren, welche die Quelle 12 und die Senke 14 verbindet.
- Fig. 27B zeigt einen Fall einer Sinusform. Obwohl nicht in dem Ausmaß wie bei der Mäanderform der Fig. 11 und anderen Figuren besitzt dieses LC-Element verglichen mit den Fällen, bei denen eine gerade Linie oder lange Bogenformen für die Gateelektrode 10' und andere Strukturen verwendet werden, eine größere Induktivitätskomponente.
- Fig. 28 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element mit einer unvollständigen Kreisform für die Gateelektrode 10' und den Kanal 22. Fig. 29 ist eine Draufsicht auf ein LC-Element mit einer unvollständigen Kreisform für die Gateelektrode 10' und den Kanal 22, das am Ende einen zurückgefalteten Abschnitt aufweist. Wie es in diesen Figuren gezeigt ist, kann durch Ausbilden der Gateelektrode 10' und des Kanals 22 in Kreisform eine LC-Element mit einer geringen Induktivität ausgebildet werden. Wie es in der Fig. 29 gezeigt ist, kann durch Zurückfalten eines Abschnitts an einem Ende (oder an beiden Enden) der Gateelektrode 10' und des Kanals 22 der erzeugte magnetische Fluss teilweise eliminiert werden und die Induktivität kann vermindert werden, wodurch die Gesamtinduktivität, d.h. die Frequenzantwort des LC- Elements eingestellt werden kann.
- Um die Beschreibung zu vereinfachen können die gleichen Konzepte auch bezüglich der Typen angewandt werden, die in den Fig. 25B, 26A und 26B angegeben sind, obwohl die vorstehend genannten Fig. 25A bis 29 jeweils nur dem in Fig. 25A angegebenen LC-Element entsprechen.
- Wie es beschrieben worden ist, betreffen die in den Fig. 25A bis 29 angegebenen LC- Elemente von Mäanderformen verschiedene Formen für die Gateelektrode 10', usw. Auf die gleiche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 8 können Funktionen als Rauschfilter mit hervorragenden Dämpfungseigenschaften erhalten werden. Auf die gleiche Weise wie bei dem vorstehend genannten LC-Element 100 und anderen der vorstehenden Ausführungsformen kann durch Ändern der an die Gateelektrode 10' angelegten Gatespannung der Widerstand des Kanals 22, der entsprechend der Gateelektrode 10' ausgebildet ist, verändert werden und die Dämpfungseigenschaften des LC-Elements als ganzes können in einem bestimmten Bereich variabel gesteuert werden.
- Darüber hinaus kann das LC-Element durch die Halbleiterherstellungstechnologie hergestellt und als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet werden kann, während die Verdrahtung bei der nachfolgenden Verarbeitung weggelassen werden kann. Diese und andere Punkte entsprechen den LC-Elementen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und das LC-Element weist die gleichen Vorteile wie diese Ausführungsformen auf.
- Auf diese Weise kann in den Fällen, bei denen die Anwendungen auf Hochfrequenzbandsignale beschränkt sind, ein LC-Element so ausgebildet werden, dass es den verfügbaren Raum auf dem Halbleitersubstrat in effizienter Weise nutzt, da für die Gateelektrode 10' und den Kanal 22 (oder nur für den Kanal 22) eine gewünschte Form verwendet werden kann, die von einer Spiralform verschieden ist.
- Nachstehend werden LC-Elemente gemäß anderer erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
- Bei den LC-Elementen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist es auch möglich, die Form der Elektrode 10 zu modifizieren und die Quelle 12 und die Senke 14 an Positionen nahe daran anzuordnen, obwohl die Quelle 12 und die Senke 14 an separaten Positionen nahe an beiden Enden der Elektrode 10 angeordnet worden sind.
- Beispielsweise ist gemäß Fig. 30 zusammen mit der Anordnung der Quelle 12 und der Senke 14 an angrenzenden Positionen des LC-Elements 100, usw., ein Ende der Elektrode 10 verlängert, so dass sie die Senke 14 erreicht. Wie es in Fig. 31 gezeigt ist, ist zusammen mit der Anordnung der Quelle 12 und der Senke 14 an angrenzenden Positionen die Gateelektrode 10 zurückgefaltet, während die Form des LC-Elements 100 und dergleichen, beibehalten wird.
- Auf diese Weise liegen durch Modifizieren der Form der Elektrode 10 die Positionen der Quelle 12 und der Senke 14 nahe beieinander und die Masseelektrode 16 und die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 können nahezu an der gleichen Position ausgebildet werden. Demgemäß kann die Verdrahtung bei der Bereitstellung von Anschlüssen leicht ausgeführt werden und die anschließende Verarbeitung kann leichter durchgeführt werden.
- Die Fig. 32 und 33 sind vereinfachte Zeichnungen, die einen Fall zeigen, bei dem Anschlüsse durch chemische Flüssigphasenverfahren bereitgestellt werden. Fig. 32 ist eine Draufsicht, welche die Bereitstellung von Anschlüssen für ein LC-Element gemäß diesen Ausführungsformen zeigt. Beispielsweise ist der Fall der Bereitstellung von Anschlüssen durch ein chemisches Flüssigphasenverfahren für ein LC-Element 100 der ersten Ausführungsform gezeigt (auch anwendbar auf die Bereitstellung von Anschlüssen für LC-Elemente der anderen Ausführungsformen). Das in Fig. 32 angegebene LC-Element unterscheidet sich vom LC- Element 100 der ersten Ausführungsform durch verkürzte Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 und durch Weglassen der Masseelektrode 16.
- Der in Fig. 33 angegebene LC-Element-Querschnitt entspricht einem Querschnitt eines Halbleitersubstrats entlang der Linie C-C in Fig. 32 vor der Durchführung des nachstehenden Verfahrens.
- Bei einem LC-Element mit einem Querschnitt, wie er in Fig. 33 angegeben ist, wird, nachdem zuerst das Halbleitersubstrat für jedes LC-Element abgeschnitten wird, ein Siliciumdioxidfilm 60 als Isolierschicht auf allen Flächen jedes einzelnen abgeschnittenen Chips (Elements) durch ein chemisches Flüssigphasenverfahren ausgebildet. Anschließend wird der Siliciumdioxidfilm 60 über der spiralförmigen Gateelektrode 10 oder den Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 durch Ätzen entfernt. Diese Öffnungen werden durch Lot geschlossen, um sie so von der Oberfläche vorstehen zu lassen, an welcher das vorstehende Lot direkt Leiterplatten-Verdrahtungslötaugen kontaktieren kann. Folglich sind die resultierenden Bedingungen für eine Oberflächenmontage günstig. Insbesondere dadurch, dass die Höhe der Eingabe/Ausgabeelektrode 18, die in Fig. 33 angegeben ist (sowie die Eingabe/Ausgabeelektrode 20) gleich der Höhe der spiralförmigen Gateelektrode 10 gemacht wird, kann das vorstehende Lot 62 mit nahezu der gleichen Höhe ausgebildet werden, um für die Oberflächenmontage bessere Bedingungen bereitzustellen.
- Für den Schutzfilm der Elementoberfläche können auch andere Materialien wie z.B. ein synthetisches Harz verwendet werden. Zur Perforation des Schutzfilms kann auch Laserlicht verwendet werden. Die Masseelektrode 16 kann auch an einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 ausgebildet werden, worauf Lot auf diesen Abschnitt aufgebracht wird.
- Fig. 34 ist eine erläuternde Zeichnung für einen Fall, bei dem LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als Abschnitte einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ausgebildet sind. Wie es in der Figur gezeigt ist, sind die LC-Elemente 100, usw., der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf einem Halbleiterchip 44 durch Einsetzen in die Signal- und/oder Stromversorgungsleitungen 46 montiert. Da die LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gleichzeitig mit dem Verfahren zur Ausbildung der verschiedenen Arten von Schaltungen auf dem Halbleiterchip 44 erzeugt werden können, besteht der Vorteil, dass die Verdrahtung und eine weitere Behandlung während der nachfolgenden Verarbeitung unnötig sind.
- Nachstehend werden Beispiele angegeben, bei denen die LC-Elemente als Teil elektronischer Schaltungen verwendet werden. Obwohl diese Beispiele unter Verwendung des LC- Elements 100 angegeben sind, können auch LC-Elemente verwendet werden, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben worden sind.
- Im Allgemeinen weist bei den LC-Elementen der vorstehenden Ausführungsformen der Kanal 22, der eine Induktivität bildet, einen hohen Widerstand auf und die Signalspannungspegeldämpfung wird zwischen den beiden Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20 erzeugt. Aus diesem Grund wird dann, wenn ein LC-Element dieser Ausführungsformen als Teil eienr Schaltung verwendet wird, ein praktischer Aufbau durch Verbinden eines Puffers mit hoher Eingangsimpedanz mit der Ausgabeseite erhalten. Durch Verbinden eines Puffers mit der Ausgabeseite eines erfindungsgemäßen LC-Elements kann die Ausgangsimpedanz der LC- Elemente der vorstehend beschriebenen LC-Elemente an die Eingangsimpedanz der Schaltung der nächsten Stufe angepasst werden. Darüber hinaus kann die Ausgabe von dem LC- Element stromverstärkt werden.
- Die Fig. 35A, 35B und 35C zeigen Beispiele für die Pufferverbindung mit der Ausgabeseite. Fig. 35A zeigt einen Fall, bei dem ein Quellen-Folger 32, der einen MOSFET und einen Widerstand umfasst, als Puffer verwendet wird. Da der MOSFET des Quellen-Folgers 32 den gleichen MOS-Aufbau wie die LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aufweist, kann das gesamte LC-Element so ausgebildet werden, dass es diesen Quellen-Folger 32 in einheitlicher Form umfasst.
- Fig. 35B zeigt einen Fall, bei dem ein Emitter-Folger 34, der zwei Bipolartransistoren in Darlington-Verbindung und einen Widerstand umfasst, als Puffer verwendet wird. Da sich der Aufbau der LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und der Bipolartransistoren nur geringfügig unterscheiden, können sie auf dem gleichen Halbleitersubstrat ausgebildet werden, und das gesamte LC-Element kann so ausgebildet werden, dass es diesen Emitter-Folger 34 in einheitlicher Form umfasst. Der Arbeitspunkt des Transistors, der sich näher an der Ausgabe befindet, kann durch Erden der Basis des Transistors über einen Widerstand weiter stabilisiert werden.
- Fig. 35C zeigt eine weitere Pufferschaltung, bei der ein p-Kanal-MOSFET verwendet wird, der sperrgepolt vorgespannt ist.
- Die Fig. 36A und 36B zeigen Beispiele für eine Verstärkerschaltungsverbindung mit der Ausgabeseite. Fig. 36A zeigt einen Fall, bei dem eine Verstärkerschaltung 36, die zwei MOSFET und Widerstände umfasst, als Puffer verwendet wird. Da die MOSFET dieser Verstärkerschaltung auch den gleichen MOS-Aufbau wie die LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, kann das gesamte LC-Element so ausgebildet werden, dass es diese Verstärkerschaltung 36 in einheitlicher Form umfasst. Der Verstärkungsfaktor dieser Schaltung beträgt 1 + (R2/R1) und mit R2 = 0 wird das Äquivalent eines Quellen- Folgers erhalten.
- Auch Fig. 36B zeigt einen Fall, bei dem eine Verstärkerschaltung 38 verwendet wird, die zwei Bipolartransistoren und Widerstände umfasst. Da sich der Aufbau der LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und der von Bipolartransistoren nur geringfügig unterscheidet, können sie auf dem gleichen Halbleitersubstrat ausgebildet werden und das gesamte LC-Element kann so ausgebildet werden, dass es diese Verstärkerschaltung 38 in einheitlicher Form umfasst. Der Verstärkungsfaktor dieser einheitlicher Form umfasst. Der Verstärkungsfaktor dieser Schaltung beträgt 1 + (R2/R1) und mit R2 = 0 wird das Äquivalent eines Quellen-Folgers erhalten.
- Auf diese Weise kann durch Bereitstellen von Verstärkerschaltungen an der Ausgabeseite ein Signal, das durch die LC-Element 100-Induktivitätskomponente (Kanal 22), usw., gedämpft worden ist, durch Verstärken zurückgeführt werden, wobei ein Ausgabesignal mit einem hervorragenden Signal-Rausch-Verhältnis erhalten werden kann und wobei die Impedanz an nachfolgende Schaltungsstufen angepasst werden kann.
- Durch Verbinden einer Pegelwandlerschaltung mit der Ausgabeseite kann ein Signalpegel erhalten werden, der durch die LC-Element 100-Induktivitätskomponente, usw., konvertiert oder kompensiert werden kann. Diese Pegelwandlerschaltung kann in einheitlicher Form mit dem LC-Element 100, usw., auf dem gleichen Substrat bereitgestellt werden, entsprechend den vorstehend genannten Puffern.
- Die Fig. 37A und 37B zeigen Beispiele eines Aufbaus, wenn Eingabeschutzschaltungen zu den LC-Elementen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden. Bei LC-Elementen mit MOS-Aufbau kann bei der Erzeugung einer hohen Spannung, z.B. durch statische Elektrizität, die an die Masseelektrode 16, usw., angelegt wird, die an einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 bereitgestellt ist, die Isolierschicht 26 (Gatefilm) zwischen der piralförmigen Gateelektrode 10 und dem p-Si-Substrat 30 zerstört werden. Demgemäß ist eine Schutzschaltung erforderlich, um die Zerstörung der Isolierschicht 26 durch statische Elektrizität und dergleichen zu verhindern.
- Beide der in den Fig. 37A und 37B angegebenen Schutzschaltungen umfassen eine Mehrzahl von Dioden und Widerständen. Wenn an die Gateelektrode 10 eine hohe Spannung angelegt wird, wird der Strom an die Betriebsversorgungsspannungsleitung oder an die Gehäusemasse umgeleitet. Insbesondere kann die Schaltung der Fig. 37A einer Spannung von mehreren hundert elektrostatischen Volt widerstehen, während die Schaltung von Fig. 37B 1000 bis 2000 V widerstehen kann. Die geeignete Schutzschaltung kann entsprechend dem Anwendungsumfeld und anderen Bedingungen ausgewählt werden.
- Bezüglich der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann die Signalübertragungsleitung dann, wenn der Kanal als Signalübertragungsleitung verwendet wird, durch Steuern der Gatespannung auf eine extrem hohe Impedanz gesetzt werden. Durch die Verwendung dieser Eigenschaft der erfindungsgemäßen LC-Elemente kann das LC-Element elektrisch von den vorhergehenden und nachfolgenden Schaltungsstufen getrennt werden. Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem das LC-Element unter Verwendung des Kanals als Signalübertragungsleitung in eine Datenleitung eingesetzt wird, die logische Dateneingabe in diesen Übertragungsweg direkt ausgegeben werden, oder durch Einstellen dieses Übertragungswegs auf einen hohen Widerstand, kann der Ausgabeanschluss des Übertragungswegs auf einer hohen Impedanz gehalten werden. Mit anderen Worten kann durch Einsetzen des vorstehend genannten LC-Elements in eine Datenleitung die Funktion als Puffer mit drei Ausgabezuständen erhalten werden.
- Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind im Schutzbereich dieser Erfindung zahlreiche Variationen möglich.
- Beispielsweise wurden bezüglich der vorstehenden Ausführungsformen die Auswirkungen der Ausbildung des LC-Elements, usw., als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung erwähnt. Die Ausbildung als Teil einer LSI-Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung ist jedoch nicht essentiell. Nach der Ausbildung des LC-Elements 100, usw., auf dem Halbleitersubstrat, der Bereitstellung jeweiliger Anschlüsse für die Masseelektrode 16 und die Eingabe/Ausgabeelektroden 18 und 20, oder unter Verwendung eines chemischen Flüssigphasenverfahrens gemäß Fig. 33 zur Bereitstellung der Anschlüsse, ist auch eine Ausbildung als diskretes Element möglich. In diesem Fall wird durch die Ausbildung einer Mehrzahl von LC-Elementen auf dem gleichen Halbleitersubstrat und anschließend Schneiden des Halbleitersubstrats und Bereitstellen von Anschlüssen für die LC-Elemente eine einfache Massenproduktion ermöglicht.
- Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Ausbildung der Gateelektrode aus Aluminium oder einem anderen Metall beschrieben worden ist, ist diese mit der Maßgabe, dass die Leitfähigkeit ausreichend ist, nicht auf Metalle beschränkt. Beispielsweise kann die Gateelektrode aus Polysilicium oder einem anderen Material ausgebildet sein.
- Obwohl bezüglich der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Bereitstellung der Masseelektrode 16 an einem Ende der spiralförmigen Gateelektrode 10 erwähnt worden ist, muss dieses nicht ganz am Ende stattfinden. Nach der Überprüfung der Frequenzeigenschaften kann die Position gegebenenfalls verschoben werden.
- Obwohl die LC-Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unter Verwendung eines p-Si-Substrats 30 ausgebildet worden sind, können diese auf die gleiche Weise auch unter Verwendung eines n-Typ-Halbleitersubstrats (n-Si-Substrat) ausgebildet werden.
- Das Halbleitersubstrat kann von Silicium verschiedene Materialien umfassen und es können z.B. Materialien wie Germanium oder nicht-kristallines amorphes Silicium verwendet werden.
Claims (12)
1. LC-Element,
das einen Diffusionsbereich und/oder einen Gatebereich, der/die eine
Signalübertragungsleitung bildet/bilden, aufweist und das aufweist:
eine Gateelektrode (10) mit einer gegebenen Induktivität, die auf einem Halbleitersubstrat
(30) gebildet ist,
eine Isolierschicht (26), die zwischen der Gateelektrode und dem Halbleitersubstrat
ausgebildet ist,
einen ersten Diffusionsbereich, der an und in Kontakt mit einem Ende eines Kanals (22),
der entsprechend der Gateelektrode (10) ausgebildet ist, innerhalb des Halbleitersubstrats
(30) ausgebildet ist,
einen zweiten Diffusionsbereich (14), der an und in Kontakt mit dem anderen Ende des
Kanals (22) innerhalb des Halbleitersubstrats (30) ausgebildet ist,
eine erste Eingabe/Ausgabe-Elektrode (16), die elektrisch mit dem ersten
Diffusionsbereich (12) verbunden ist,
eine zweite Eingabe/Ausgabe-Elektrode (20), die elektrisch mit dem zweiten
Diffusionsbereich (14) verbunden ist,
eine dritte Elektrode (18), die elektrisch mit einem Ende der Gateelektrode (10)
verbunden ist, und/oder
eine vierte Eingabe/Ausgabe-Elektrode (48), die elektrisch mit dem anderen Ende der
Gateelektrode (10) verbunden ist,
wobei die Gateelektrode (10) und der Kanal (22) eine Spiralgestalt oder eine
Mäandergestalt oder eine Bogengestalt aufweisen, so dass sie als Induktivitäten wirken, und
wobei die Gateelektrodeninduktivität und die Kanalinduktivität und eine Kapazität, die
zwischen der Gateelektrode (10) und dem Kanal (22) gebildet ist, in verteilter Form
existieren.
2. LC-Element nach Anspruch 1, bei dem
die Gateelektrode (10) in eine Mehrzahl von Segmenten geteilt ist,
wobei die entsprechend geteilte Mehrzahl von Gateelektrodensegmenten gegenseitig
elektrisch verbunden sind, und
Diffusionsbereiche (13) in denjenigen Abschnitten des Kanals vorgesehen sind, die zwischen
den geteilten Elektrodensegmenten positioniert sind.
3. Verfahren zum Verwenden des LC-Elements nach Anspruch 1 oder 2 in einer Schaltung,
wobei das Verfahren aufweist:
Eingeben eines Signals an eine Elektrode aus der ersten und zweiten Eingabe/Ausgabe-
Elektrode (16, 20) und Erhalten eines Ausgangssignals von der anderen, und
wobei die dritte Elektrode (18) mit einer Stromversorgung auf fixiertem Potential oder
Masse verbunden ist.
4. Verfahren zum Verwenden des LC-Elements nach Anspruch 1 oder 2 als ein Vier-
Anschluss-Gleichtaktelement, bei dem die Verwendung als ein Element vom
Gleichtakttyp dadurch freigegeben wird, dass sowohl der Kanal als auch das Gate
Signalübertragungsleitungen sind.
5. LC-Element, das ein Gateelement, das eine Signalübertragungsleitung bildet, aufweist
und das aufweist:
eine Gateelektrode (10) mit einer gegebenen Induktivität, die auf einem Halbleitersubstrat
(30) ausgebildet ist,
eine Isolierschicht (26), die zwischen der Gateelektrode (10) und dem Halbleitersubstrat
(30) ausgebildet ist,
einen Diffusionsbereich (12), der an einem Ende eines Kanals (22), der entsprechend der
Gateelektrode (10) ausgebildet ist, innerhalb des Halbleitersubstrats (30) ausgebildet ist,
eine erste Eingabe/Ausgabe-Elektrode, die elektrisch mit einem Ende der Gateelektrode
verbunden ist,
eine zweite Eingabe/Ausgabe-Elektrode, die elektrisch mit dem anderen Ende der
Gateelektrode verbunden ist, und
eine dritte Elektrode, die elektrisch mit dem Diffusionsbereich verbunden ist, der an
einem Ende des Kanals ausgebildet ist, bei dem
die Gateelektrode (10) und der Kanal (22) eine Spiralgestalt oder eine Mäandergestalt
oder eine Bogengestalt aufweisen, so dass sie als Induktivitäten wirken, und
die Gateelektrodeninduktivität und die Kanalinduktivität und eine Kapazität, die
zwischen der Gateelektrode und dem Kanal (22) gebildet ist, in verteilter Form existieren.
6. LC-Element nach Anspruch 5, bei dem
die Gateelektrode (10) in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilt ist, und
der Kanal, der entsprechend der Gateelektrode (10) ausgebildet ist, in eine Mehrzahl von
Segmenten unterteilt ist, die gegenseitig elektrisch durch Diffusionsbereiche (13)
verbunden sind.
7. Verfahren zum Verwenden des LC-Elements nach Anspruch 5 oder 6 in einer Schaltung,
wobei das Verfahren aufweist:
Eingeben eines Signals an eine Elektrode aus der ersten und zweiten Eingabe/Ausgabe-
Elektrode und Erhalten eines Ausgangssignals von der anderen, und
wobei die dritte Elektrode mit einer Stromversorgung auf fixiertem Potential oder Masse
verbunden ist.
8. Schaltung, die ein LC-Element nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6 aufweist, die
eine Pufferschaltung (32, 34, 36), die mit der Ausgangsseite der
Signalübertragungsleitung verbunden ist, aufweist.
9. Schaltung, die ein LC-Element nach Anspruch 1 oder 2 in Kombination mit Anspruch 8
aufweist, bei der
eine Pufferschaltung (32, 34, 36), die eine Signalausgabe über den Kanal (22) verstärkt,
mit dem ersten Diffusionsbereich (12) oder dem zweiten Diffusionsbereich (14) des LC-
Elementes verbunden ist.
10. Schaltung, die ein LC-Element nach Anspruch 1 oder 2 in Kombination mit Anspruch 8
oder 9 aufweist, die
ein Mittel zum variablen Einstellen einer Gatespannung, die an die Gateelektrode
angelegt wird, um so den Widerstand des Kanals variabel zu steuern, aufweist.
11. Schaltung, die ein LC-Element nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6 aufweist, die
eine Schutzschaltung für die Gateelektrode aufweist, wodurch eine Überspannung an die
Betriebsversorgungsspannungsleitung oder Masse umgeleitet wird.
12. Schaltung, die ein LC-Element nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6 aufweist, bei der
mindestens die Gateelektrode (10) oder der Kanal (22), der entsprechend derselben
gebildet ist, in eine Signalleitung oder eine Stromversorgungsleitung eingesetzt ist.
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