FI113910B - LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä - Google Patents
LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä Download PDFInfo
- Publication number
- FI113910B FI113910B FI945061A FI945061A FI113910B FI 113910 B FI113910 B FI 113910B FI 945061 A FI945061 A FI 945061A FI 945061 A FI945061 A FI 945061A FI 113910 B FI113910 B FI 113910B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- coil electrodes
- region
- input
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 76
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 14
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 32
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 17
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
- H03H2001/0021—Constructional details
- H03H2001/0064—Constructional details comprising semiconductor material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
- H03H2001/0021—Constructional details
- H03H2001/0078—Constructional details comprising spiral inductor on a substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Description
113910 LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä LC-element, halvledaranordning och tillverkningsförfarande för LC-elementet 5
Esillä oleva keksintö liittyy LC-elementtiin, joka pystyy vaimentamaan ennalta määrätyn taajuuskaistan ja jota käytetään joko puolijohde- tai muun laitteen osana, tai diskreettinä elementtinä, sellaisen LC-elementin sisältävään puolijohdelaittee-10 seen ja menetelmään sellaisen LC-elementin valmistamiseksi.
Elektroniikkateknologian nopea kehitys viime vuosina on saanut aikaan elektronisten piirien käytön kasvavan laajalla käyttöalojen alueella. Siksi on pyritty saavuttamaan näiden elektronisten piirien stabiili toiminta ilman, että ulkoiset 15 olosuhteet vaikuttavat siihen.
Kuitenkin elektroniset piirit ovat suoraan tai välillisesti alttiina ulkoisen kohinan hyökkäykselle. Niin muodoin esiintyy ongelma, jolla aiheutetaan toimintavirhe * ‘ elektronisia piirejä käyttävissä tuotteissa.
20 f · · ’·*;* Erityisesti on olemassa monia tapauksia hakkurisäätäjien käytöstä elektronisten ·*/ piirien DC-virtalähteinä. Tuloksena sellaisten toimintojen kuten kytkemisen • · · ’il! tuottamista transienttivirroista, tai käytettyjen digitaalisten IC-piirien kytkentätoi- • · · nunnoista aiheutuvista kuormitusvaihteluista, syntyy hakkurisäätäjän virtaläh- 25 dejohdossa usein voimakasta kohinaa, jolla on monia taajuuskomponentteja.
[··'·' Tämä kohina siirtyy virtalähteen johdon kautta tai säteilemällä saman tuotteen • » / t muihin piireihin, synnyttäen vaikutuksia kuten toimintavirhe ja huonontunut
t I I
• t · ;,, ‘ signaalikohinasuhde, ja joissain tapauksissa aiheuttaen toimintavirheen muissa lä-
• I
• I
‘!' hellä olevissa elektronisissa tuotteissa.
30 113910 2
Nykyään käytetään erityyppisiä kohinasuotimia elektronisten piirien suhteen tarkoituksena poistaa kohina. Erityisesti, koska erittäin suuri määrä monen tyyppisiä elektronisia tuotteita on tullut käyttöön viime vuosina, rajoitukset kohinaa vastaan ovat kasvaneet yhä ankarimmiksi, ja vaaditaan LC-elementin kehittämistä, 5 jolla on toimintoja kompaktina korkealaatuisena kohinasuotimena pystyen luotettavasti poistamaan sellaisen kohinan.
Yksi esimerkki tämän tyyppisestä LC-elementistä on LC-kohinasuodin, joka on julkistettu japanilaisessa patenttihakemuksessa, kuulutettu numerolla 3-259608.
10 Tämän LC-kohinasuotimen tapauksessa, L- (induktanssi) ja C- (kapasitanssi) komponentit esiintyvät jakautuneina vakioina, ja verrattuna keskittyneen vakion tyyppiseen LC-suodattimeen, saavutetaan suotuisa vaimennusvaste suhteellisen suurella taajuuskaistalla.
15 Tämän LC-kohinasuotimen valmistusprosessi on kuitenkin monimutkainen, koska tämä LC-kohinasuodin muodostetaan taittamalla kokoon eristekalvo, jonka molemmille puolille on järjestetty johdin muodostamaan kelan ja kondensaattorin.
' ' Vaaditaan myös langoittamista, kun tämä LC-suodin asetetaan suoraan IC-piirin *"·* 20 tai LSI-piirin virtalähde- tai signaalijohtoon, tehden täten tarpeelliseksi kompo- ’ · · ‘ nenttien asentamisesta johtuvan ajan ja työn.
• * · * ‘; Lisäksi, koska tämä LC-suodin on muodostettu erillisistä komponenteista, sisällyt- • · · täminen IC- tai LSI-piiriin, eli sijoittaminen IC-laitteen, LSI-laitteen tai muun . _ 25 laitteen sisäiseen johdotukseen on lähes tulkoon mahdotonta.
,· _ Lisäksi tämän LC-kohinasuotimen tapauksessa, koska jakautuneen vakion tavalla 1,. ’ muodostettu kondensaattori määräytyy johtimien, jotka toimivat myös keloina, ' 1' muodosta ja järjestelystä, on kapasitanssi kiinteä tuotteen valmistumisen jälkeen.
‘ : ' 30 Niin muodoin syntyy ongelma, jolla kokonaisominaisuudet ovat myös kiinteitä ja ' · · ·' käyttö yleissovellutuksiin on rajoitettu. Esimerkiksi tarkoituksessa muuttaa aino- 113910 3 astaan kapasitanssia, täytyy muuttaa kondensaattorityyppisen johtimen muotoa. LC-kohinasuotimen, joka on kytketty tiettyyn piiriin, kapasitanssin vapaa muuttaminen vaatimusten mukaisesti on vaikeaa.
5 Esillä oleva keksintö ottaa huomioon edellä mainitut yksityiskohdat ja sen kohteet ovat jäljestää LC-elementti ja puolijohdelaite, jotka mahdollistavat yksinkertaistetun valmistamisen, eliminoivat osien asennustoimenpiteet seuraavassa prosessoinnissa ja jotka voidaan muodostaa osana IC- tai LSI-laitetta, ja jäljestää sellaisen LC-elementin valmistusmenetelmä.
10
Toinen esillä olevan keksinnön kohde on järjestää LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä, jotka sallivat ominaisuuksien vapaan muuttamisen muuttamalla jakautuneen vakion tyyppistä kapasitanssia vaatimusten mukaisesti.
15
Tarkoituksena ratkaista edellä mainitut ongelmat, tämän keksinnön mukainen LC-elementti käsittää patenttivaatimuksessa 1 kuvatut piirteet.
: Tämän keksinnön mukainen LC-elementti käsittää kaksi elektrodia, joilla on :. i,: 20 ennalta määrätyt induktanssit. Yleisesti toiminto kelana saavutetaan muodostamal- • I > la johdin spiraalin muotoon. Kuitenkin toiminto kelana voidaan myös saavuttaa : muuntamalla johtimen muotoa tai, muodostamalla johdin muihin muotoihin kuin • · : spiraali, esimerkiksi muotoihin meanderi, aalto, käyrä viiva ja suora viiva riippuen '·' käytettävästä taajuuskaistasta.
25 •;;; Samaten näiden kahden ennalta määrätyt induktanssit omaavan elektrodin väliin ‘:' on muodostettu pn-liitos ja toiminto kondensaattorina saavutetaan käyttämällä tätä ’· ’· pn-liitosta estosuuntaisessa tilassa. Tämä kondensaattori muodostuu jakautuneena vakiona yli ennalta määrätyt induktanssit omaavien elektrodien koko pituuden.
30 Tämän tuloksena, kun vähintään jompaan kumpaan näistä kahdesta kelaelektro-;dista syötetty sisääntulosignaali lähetetään jakautuneen vakion tyyppisten kelojen 113910 4 ja kondensaattorin kautta, saavutetaan erinomaiset vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla.
Erityisesti, koska tämän keksinnön mukainen LC-elementti voidaan konstruoida 5 muodostamalla ennalta määrätyn muodon omaava pn-liitoskerros puolijohdesubst-raatille, sitten muodostamalla tälle pinnalle kaksi elektrodia, joiden muoto vastaa pn-liitoskerrosta, on valmistaminen erittäin helppoa. Myös, koska tämä LC-elementti on muodostettu puolijohdesubstraatille, muodostaminen IC- tai LSI-laitteen osana on myös mahdollista, ja kun muodostaminen tapahtuu tämän tyyppisen 10 laitteen osana, voidaan osien kokoonpanotyö seuraavassa käsittelyssä eliminoida.
Vastakohtana LC-elementille, jossa kaksi elektrodia, jotka toimivat ennalta määrätyt induktanssit omaavina keloina, on sijoitettu rinnakkain oleellisesti samaan tasoon, toisen LC-elementin tapauksessa on kaksi elektrodia järjestetty oleellisesti 15 vastakkain ja puolijohdesubstraatti on niiden välissä. Käyttämällä pn-liitoskerrosta estosuuntaisessa tilassa, esiintyy jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori näiden kahden elektrodin välissä. Niin muodoin tällä LC-elementillä on erinomaiset vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla, samalla kun valmistaminen on ‘ ‘ helppoa ja muodostaminen substraatin osana on mahdollista.
:.i.: 20 *· · ·' Esillä olevan keksinnön mukaisesti edellä mainittujen keloina toimivien elektrodi- en muodot voivat käytännössä olla spiraali, meanderi, aalto, käyrä viiva, suora ;;; viiva ja muut.
. 25 Toisin sanoen, vaikka induktanssin omaaminen on itsestään selvää, kun elektrodit on muodostettu spiraalin muotoon, elektrodien ollessa meanderin tai aallon muotoisia, kukin kovera ja kupera osa muodostavat erikseen noin 1/2 kierroksen kelan, * ja koska nämä on kytketty sarjaan, omataan ennalta määrätty kokonaisinduktanssi.
' Erityisesti käyttämällä meanderin muotoa, koska viereiset elektrodit voidaan '''·* 30 muodostaan toistensa lähelle, voidaan tila käyttää tehokkaasti hyväksi. Samaten, ‘ · · · ‘ jos käytetty taajuuskaista on rajattu suurtaajuusalueeseen vieläpä, kun elektrodien 113910 5 muoto on käyrä viiva tai suora viiva, omataan ennalta määrätty induktanssi, ja voidaan saavuttaa sama toiminta kuin muodostamalla elektrodit spiraalin tai muihin muotoihin.
5 Tämän keksinnön mukainen LC-elementti voi lisäksi käsittää epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa kuvattuja piirteitä.
Patenttivaatimuksen 2 mukaisen LC-elementin tapauksessa ensimmäinen ja toinen tulo-/lähtöelektrodi on jäljestetty edellä mainittujen LC-elementtien jomman 10 kumman kelana toimivan elektrodin yhteen päähän samalla, kun maaelektrodi on jäljestetty toisen näistä keloina toimivista elektrodeista yhden pään lähelle. Niin muodoin voidaan muodostaa helposti kolminapaista tyyppiä oleva LC-elementti käyttämällä ensimmäisen ja toisen tulo-/lähtöelektrodin kanssa jäljestettyä elektrodia signaalin siirtojohtona.
15
Patenttivaatimuksen 3 mukaisesti voidaan muodostaa helposti nelinapainen yhteismuotoisen tyyppinen LC-elementti järjestämällä kolmas ja neljäs tulo-/läh-töelektrodi toiseen kelaelektrodiin.
20 Patenttivaatimuksen 4 mukaisen LC-elementin tapauksessa, kaksi kelaelektrodia ’ ovat eri pitkiä, ja pn-liitoskerros on muodostettu vähintään lyhyemmän kahdesta ·' · ·1 : kelaelektrodista koko pituuden yli.
Jompi kumpi keloina toimivista kahdesta elektrodista on muodostettu lyhyem- 25 mäksi kuin toinen. Myös tässä tapauksessa toimivat kaksi eripituista elektrodia ".!! keloina, samalla kun pn-liitoskerros muodostaa jakautuneen vakion tyyppinen ‘ i ’ kondensaattorin näiden elektrodien välille. Niin muodoin tällä LC-elementillä on i » ’; ‘ · erinomaiset vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla, samalla kun valmistaminen ; ·' on helppoa j a muodostaminen substraatin osana on mahdollista.
30 113910 6
Patenttivaatimuksen 5 mukaisessa tapauksessa on jompi kumpi kahdesta kelana toimivasta elektrodista jaettu joukoksi elektrodisegmenttejä, samalla kun nämä on yhdistetty sähköisesti keskenään. Kunkin näistä jaetuista elektrodisegmenteistä itseinduktanssi on pieni ja se aiheuttaa ainoastaan pienen vaikutuksen jakautuneen 5 vakion tyyppiseen LC-elementtiin.
Pn-liitoskerroksen kapasitanssia voidaan muuttaa estosuuntaisella pn-liitoskerrok-seen syötetyllä esijännitteellä.
10 Tämän LC-elementin tapauksessa voidaan estosuuntainen esijännite asettaa säädettävästi. Niin muodoin kahden kelana toimivan elektrodin väliin muodostuneen kondensaattorin kapasitanssia voidaan muuttaa ja vaimennusominaisuuksia voidaan säätää muuttuvasti vaatimusten mukaan.
15 Patenttivaatimuksen 7 mukaisesti puskuri on kytketty minkä tahansa edellä mainitun LC-elementin signaalin siirtojohdon ulostulopuolelle.
Tässä tapauksessa puskuri on kytkettyjä vahvistaa LC-elementin signaalin siirto-' · johdon kautta saatavan ulostulosignaalin. Tämän piirteen mahdollistamien etujen
• I I
*·:<’ 20 joukossa ovat signaalin vahvistaminen, ulostuloimpedanssin säätäminen ja seu- ' · · ·' raavista piirin asteista tulevan interferenssin estäminen.
• · · • · · *;;; Mikä tahansa puolijohdesubstraatille muodostetuista edellä mainituista LC- • » · • · · * elementeistä käsittää lisäksi liitinnavat muodostamalla eristekerros tämän puoli- . 25 johdesubstraatin koko pinnalle, avaamalla reiät tämän eristekerroksen osiin syö- • I # vyttämällä tai laservalosäteilyllä, ja sitten sulkemalla reiät juotosmetallilla pane-t _ maila sitä niin paljon, että se ulottuu pinnan yläpuolelle.
‘!' Tämän piirteen tapauksessa, minkä tahansa edellä mainitun LC-elementin puoli- ' :. ‘ 30 johdesubstraatille muodostamisen jälkeen, eristekerros muodostetaan koko pinnal- le sellaisella tavalla kuten kemiallinen nestefaasikerrostus. Reiät avataan sitten 113910 7 tämän eristekerroksen osiin syövyttämällä tai laservalosäteilyllä ja reiät täytetään juotosmetallilla liitosnapojen järjestämiseksi. Niin muodoin voidaan helposti valmistaa pinta-asennustyyppinen LC-elementti. Valmistamalla LC-elementti pinta-asennustyyppiseksi voidaan asennustyö myös suorittaa helposti.
5 Tämän keksinnön vielä yhden lisäpiirteen mukaisesti, puolijohdelaite muodostetaan puolijohdesubstraatin osana integroidulla tavalla ja se muodostuu mistä tahansa edellä mainitusta puolijohdesubstraatin osana muodostetusta LC-elementis-tä, ja vähintään yksi kahdesta kelaelektrodista on kytketty laitteen virtalähde-10 johtoon.
Tämän puolijohdelaitteen tapauksessa, minkä tahansa edellä mainitun sovellutus-muodon mukainen LC-elementti on muodostettu puolijohdesubstraatin osaan niin, että se voitaisiin kytkeä puolijohdelaitteen signaalijohtoon tai virtalähdejohtoon.
15 Niin muodoin LC-elementti voidaan valmistaa integroidulla tavalla muiden komponenttien kanssa puolijohdesubstraatille, valmistaminen on helppoa ja komponenttien asennustyö seuraavassa käsittelyssä on tarpeetonta.
' Tämän keksinnön mukaisen LC-elementin valmistusmenetelmä käsittää vaiheet, :· 20 jotka on kuvattu patenttivaatimuksessa 9.
• · • · : · ’ '· Tämä LC-elementin valmistusmenetelmä on keino edellä mainittujen LC-element- ·;;· tien tekemiseksi käyttämällä siihen puolijohteiden valmistustekniikkaa. Toisin * sanoen, ensimmäisessä prosessissa muodostetaan p-alue tai n-alue ennalta määrät- 25 tyyn muotoon ja toisessa prosessissa, muodostamalla inversiokerros-n-alue tai -p-‘alue p-alueen tai n-alueen osaan mukaan lukien ensimmäisessä prosessissa muo-' 1 ‘ dostettu pinta, muodostetaan pn-liitoskerros, jolla on ennalta määrätty kokonais- muoto. Sitten kolmannessa prosessissa muodostetaan kaksi elektrodia pn-liitos-‘; * ’ kerrosta vastaavaan muotoon täydentämään edellä mainittu LC-elementti. Seuraa- •.:. ’ 30 vassa prosessissa muodostetaan kahteen elektrodiin yhdistetyt langoituskerrokset ' · ‘ vaatimusten mukaan. Tämän keksinnön LC-elementin valmistusmenetelmän 113910 8 mukaan kaksi elektrodia, joilla on ennalta määrätyt induktanssit ja pn-liitos-kerrosta vastaava muoto, muodostetaan oleellisesti rinnakkain. Yleensä spiraalin muotoinen johdin toimii kelana. Kuitenkin muuntamalla johtimen muotoa tai käyttämällä jotain muuta muotoa kuin spiraali taajuuskaistan mukaisesti, esimer-5 kiksi meanderin, aallon, kaarevan viivan, suoran viivan tai muuta muotoa, johdin toimii myös kelana.
Tällä tavalla edellä mainitut LC-elementit voidaan valmistaa käyttämällä tavanomaista puolijohteiden valmistustekniikkaa, samalla, kun koon pienentäminen, 10 kustannusten vähentäminen ja samanaikainen LC-elementtien joukon massaval-mistaminen ovat mahdollisia.
Kuvio 1 on tämän keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva; 15 Kuvio 2 on suurennettu pitkin kuvion 1 viivaa A—A katsottu poikkileikkauskuva;
Kuviot 3A, 3B, ja 3C ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisten LC-elementtien vastinkytkentöjä;
Kuviot 4A—4D kuvaavat ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen LC-' · : elementin valmistusprosessia; :,i,: 20 Kuvio 5 näyttää esimerkin ensimmäisen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoi-
• I
;.: i hin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille; ··< Kuvio 6 on suurennettu pitkin kuvion 5 viivaa A—A katsottu poikkileikkauskuva; i i k '·' Kuvio 7 on tämän keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 25 kaaviokuva; ‘; Kuvio 8 on suurennettu pitkin kuvion 7 viivaa A—A katsottu poikkileikkauskuva;
Kuvio 9 näyttää meanderinmuotoisesta elektrodista muodostetun kelan periaat-'. ': teen; ';·* Kuvio 10 näyttää esimerkin toisen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa en- : : 30 simmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoihin • p-Si-substraatin vastakkaisille puolille; 9 113910
Kuvio 11 on tämän keksinnön kolmannen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva;
Kuviot 12A, 12B, ja 12C ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät kolmannen sovellutus-muodon mukaisten LC-elementtien vastinkytkentöjä; 5 Kuvio 13 näyttää esimerkin kolmannen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi on järjestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoihin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille;
Kuvio 14 on tämän keksinnön neljännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva; 10 Kuvio 15 näyttää esimerkin neljännen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoihin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille;
Kuvio 16 on tämän keksinnön viidennen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva; 15 Kuviot 17A, 17B, ja 17C ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät viidennen sovellutusmuodon mukaisten LC-elementtien vastinkytkentöjä;
Kuvio 18 näyttää esimerkin viidennen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi on järjestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoi-’ · hin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille; 20 Kuvio 19 on tämän keksinnön kuudennen sovellutusmuodon mukaisen LC- '... ’ elementin kaaviokuva; • · ··'·'· Kuvio 20 näyttää esimerkin kuudennen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ·;;; ensimmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoi- 19* * hin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille; , 25 Kuvio 21 on tämän keksinnön seitsemännen sovellutusmuodon mukaisen LC- *!!.’ elementin kaaviokuva; » *
Kuviot 22A, 22B, ja 22C ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät seitsemännen so- * · ‘ : vellutusmuodon mukaisten LC-elementtien vastinkytkentöjä; ' *; * ’ Kuvio 23 näyttää esimerkin seitsemännen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa 30 ensimmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoi-‘... · hin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille; 113910 10
Kuvio 24 on tämän keksinnön kahdeksannen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva;
Kuvio 25 näyttää esimerkin kahdeksannen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi on jäljestetty olennaisesti vastakkaisiin paikkoi-5 hin p-Si-substraatin vastakkaisille puolille;
Kuviot 26A ja 26B ovat tämän keksinnön yhdeksännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuvia;
Kuviot 27A ja 27B ovat tämän keksinnön yhdeksännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuvia; 10 Kuvio 28 näyttää esimerkin yhdeksännen sovellutusmuodon muunnoksesta;
Kuvio 29 näyttää esimerkin yhdeksännen sovellutusmuodon muunnoksesta;
Kuvio 30 näyttää esimerkin yhdeksännen sovellutusmuodon muunnoksesta;
Kuvio 31 on lyhennetty kaaviokuva tapauksesta, jossa liitosnavat on muodostettu käyttämällä kemiallista nestefaasimenetelmää; 15 Kuvio 32 on lyhennetty poikkileikkauskuva tapauksesta, jossa liitosnavat on muodostettu käyttämällä kemiallista nestefaasimenetelmää;
Kuvio 33 on selittävä piirustus kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin muodostamisesta LSI-laitteen tai muun laitteen osana; : Kuviot 34A—34E ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät esimerkkejä puskuripiirin :: 20 liittämisestä kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin ulostulopuolelle;
Kuviot 35A, 35B ja 35C ovat poikkileikkauskuvia, kun eristekerros on muodostet- > · :.: : tu elektrodien ja puolijohdesubstraatin väliin; . ·.: Kuvio 37 näyttää esimerkin muunnoksesta, jossa on tasainen pinnan muodostus; ' * ‘ ' Kuvio 38 näyttää esimerkin muunnoksesta, jossa on tasainen pinnan muodostus; 25 Kuvio 39 on poikkileikkauskuva LC-elementistä, joka käyttää npn-rakennetta; ;;; Kuvio 40 on kaaviokuva esimerkistä, jossa esijännitepiiri kytketään LC- ';1 elementtiin, joka käyttää npn-rakennetta; I · * . Ί Kuvio 41 näyttää esimerkin muunnoksesta, jossa käytetään meanderinmuotoista t » ‘ · · ·' pn-liitoskerrosta; ',30 Kuviot 42A—42D näyttävät esimerkkejä muunnoksista, joissa käytetään syövyt-tämistä pienentämään puolijohdesubstraatin osien paksuutta; 113910 11
Kuvio 43 näyttää esimerkin tulo-/lähtöelektrodin paikan muunnoksesta; ja Kuvio 44 näyttää esimerkin tulo-/lähtöelektrodin paikan muunnoksesta.
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön mukaisten LC-elementtien edullisista 5 sovellutusmuodoista viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin.
Ensimmäinen sovellutusmuoto
Kuvio 1 on kaaviokuva tämän keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukai-10 sesta LC-elementistä. Kuvio 2 on suurennettu poikkileikkauskuva katsottuna pitkin viivaa A—A kuviossa 1.
Kuten kuvioissa on näytetty, tämän sovellutusmuodon LC-elementti 100 muodostuu spiraalinmuotoisesta n+-alueesta 22, joka on muodostettu lähelle p-tyypin (p-15 Si) piisubstraatin 24 pintaa, joka substraatti on puolijohdesubstraatti, ja spiraalinmuotoisesta p+-alueesta 20, joka on muodostettu n+-alueen osaan. N+-alue 22 ja p+-alue 20 muodostavat pn-liitoskerroksen. Verrattuna p-Si-substraattiin 24, on vastaavat n+-alueen 22 ja p+-alueen 20 epäpuhtauspitoisuudet asetettu suuremmik-'·”· si. Eristealuetoiminto saavutetaan syöttämällä estosuuntainen esijännite p-Si- :,i,· 20 substraatin 24 ja n+-alueen 22 välille. Käytännössä estosuuntainen esijännite "... * voidaan syöttää varmasti asettamalla maaelektrodi 18 (kuvattu tuonnempana) ja p- • * * ·'··' - Si-substraatti 24 samaan potentiaaliin.
• · · ’·* Samaten spiraalinmuotoinen ensimmäinen elektrodi 10 on muodostettu pituus- , 25 suuntaan n+-alueen 22 pinnalle. Vastaavasti spiraalinmuotoinen toinen elektrodi • · · '!!; 12 on muodostettu pituussuuntaan p+-alueen 20 pinnalle. Kaksi tulo-/lähtöelektro-
• I
dia 14 ja 16 on kytketty ensimmäisen elektrodin 10 päihin, ja maaelektrodi 18 on • * » jäljestetty toisen elektrodin 12 toiseen päähän (esimerkiksi puolelle, joka vastaa tulo-/lähtöelektrodia 12). Tällä tavalla, kuten on näytetty kuviossa 1, suoritetaan •,:, · 30 kahden tulo-/lähtöelektrodin 14 ja 16 kiinnittäminen ensimmäiseen elektrodiin 10 113910 12 ja maaelektrodin 18 kiinnittäminen toiseen elektrodiin 12 aktiivisten alueiden ulkopuolella niin, että ei vahingoiteta ohuita n+-aluetta 22 ja p+-aluetta 20.
Tapauksessa, jossa tämän sovellutusmuodon LC-elementillä 100 on tämän tyyppi-5 nen rakenne, spiraalinmuotoinen ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina. Samaten, estosuuntaisen esijännitteen tilassa, sähköisesti ensimmäiseen ja toiseen elektrodiin 10 ja 12 kytketty pn-liitoskerros 26 toimii spiraalin-muotoisena kondensaattorina. Niin muodoin LC-elementin 100 jakautuneina vakioina muodostetut kelat ja kondensaattorit muodostavat ensimmäinen ja toinen 10 elektrodi 10 ja 12, ja pn-liitoskerros 26.
Kuvio 3A näyttää tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 100 vastinpii-rin. Kuten kuviossa on näytetty, spiraalinmuotoinen ensimmäinen elektrodi 10 toimii kelana, jolla on induktanssi LI. Toiseen tulo-/lähtöelektrodiin 14 syötetty 15 tulosignaali lähetetään ensimmäisen elektrodin 10 kautta ja syötetään ulos toisesta tulo-/lähtöelektrodista 18. Spiraalinmuotoinen toinen elektrodi 12 toimii myös kelana, jolla on induktanssi L2. Maaelektrodi 18 on järjestetty toisen elektrodin toiseen päähän ja se on maadoitettu tai kytketty virtalähteeseen, jolla on kiinteä • potentiaali E.
: 20
Kytkettynä tällä tavalla ja tulo-/lähtöelektrodiin syötetyn tulojännitetason ollessa :, i : asetettu suuremmaksi kuin maaelektrodin 18 jännitetaso (0 V tai kiinteä potentiaa- ..: li E), koska estosuuntainen esijännite on syötetty n - ja p -alueista 22,20 muodos- tuvaan pn-liitoskerrokseen 26, tämä pn-liitoskerros 26 toimii kondensaattorina, 25 jolla on kapasitanssi C. Samaten, koska tämä kondensaattori on muodostettu I i · *;;; jakautuneena vakiona yli ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 koko pituuden, » i t » *” voidaan toteuttaa tavanomaisilla keskitettyjen vakioiden tyyppisillä LC-elemen- i t . ': teillä saavuttamattomat erinomaiset vaimennusominaisuudet.
', ·, I 30 Kuvio 3B näyttää esimerkin estosuuntaisen esijännitteen pakolla syöttämisestä pn- :: liitoskerrokseen 26, varmistaen täten pn-liitoskerroksen 26 toiminnan kondensaat- ,3 113910 torina. Tässä tapauksessa esijännitevirtalähde 28 on kytketty syöttämään ennalta määrätty estosuuntainen esijännite tulo-/lähtöelektrodien 14 ja maaelektrodin 18 välille, kondensaattorin 30 ollessa kytketty tulo-/lähtöelektrodin 14 puolelle poistamaan vain DC-komponentin tulosignaalista. Lisäämällä tämän tyyppinen 5 piiri, voidaan kiinteä estosuuntainen esijännite syöttää jatkuvasti pn-liitosker-rokseen 26 samalla, kun tämän estosuuntaisen esijännitteen päällä oleva signaali voidaan syöttää LC-elementin 100 sisääntuloon.
Koska estosuuntainen esijännitekomponentti sisältyy myös tulo-/lähtöelektrodista 10 16 saatavaan lähtösignaaliin, on lisäkondensaattorin 32 kytkeminen poistamaan tätä estosuuntaista esijännitettä, eli DC-komponenttia, tarpeellista.
Kuvio 3C näyttää esimerkin säädettävän esijännitevirtalähteen kytkemisestä edellä mainitun esijännitelähteen 28 paikalle tekemään mahdolliseksi estosuuntaisen 15 esijännitetason muuttamisen tarpeen mukaan. Yleisesti, koska pn-liitoskerroksen muodostaman tyhjennyskerroksen paksuus vaihtelee pn-liitoskerrokseen 26 syötetyn estosuuntaisen esijännitteen arvon mukaisesti, kapasitanssi C vaihtelee myös sen tuloksena. Niin muodoin, muuttamalla tulo-/lähtöelektrodien 14 ja 16 kautta * ’ pn-liitoskerrokseen 26 syötettyä estosuuntaista esijännitettä, voidaan jakautuneen • * * 20 vakion tyyppistä kapasitanssia C muuttaa ja LC-elementin 100 kokonaisvaimen- ' · · · ’ nusominaisuuksia voidaan säätää tai vaihdella.
• · » I * » ·;;; Kuviot 4A—4D näyttävät LC-elementin 100 valmistusprosessin ja kunkin vai- * heen poikkileikkauskuvan katsottuna pitkin viivaa B—B kuviossa 1.
25 1) Epitaksiaalikerroksen kasvattaminen:
Hapetuskalvo poistetaan ensin p-Si-substraatin 24 (kiekon) pinnalta, sitten kasva- • » 4.
‘;' tetaan n -tyyppinen epitaksiaalikerros 25 p-Si-substraatin 24 koko pinnalle (kuvio M.1 30 4A).
* * ( 113910 14 2) Eristealueen muodostaminen: P-tyyppi Sten epäpuhtauksien diffuusio tai ioni-injektio suoritetaan tarkoituksessa muodostaa eristealue pinnalle lukuunottamatta kuvioissa 1 ja 2 näytettyä n+-5 aluetta 22 ja p+-aluetta 20.
Käytännössä, hapetuskalvo 70 muodostetaan lämpöhapetuksella epitaksiaaliker-roksen 25 pinnalle. Hapetuskalvo 70 poistetaan sitten valolitografialla paikasta p-alueen muodostamiseksi. Lisäämällä selektiivisesti p-tyypin epäpuhtauksia lämpö-10 diffuusiolla tai ioni-injektiolla, muodostetaan p-alue selektiivisesti. Tällä tavalla muodostettu p-alue käsittää eristealueen p-Si-substraatin osana (Kuvio 4B).
Sen tuloksena, että eristealue muodostetaan tällä tavalla, muodostetaan spi-raalinmuotoinen n+-alue 22 jäljellejäävästä epitaksiaalikerroksesta 25.
15 3) pn-liitoskerroksen muodostaminen:
Spiraalinmuotoinen n+-kerros muodostetaan viemällä sisään p-tyypin epäpuhtauk- t ' · siä lämpödiffuusiolla tai ioni-injektiolla spiraalinmuotoisen n+-alueen osaan.
20 y·*' Käytännössä muodostetaan ensin hapetuskalvo 72 lämpöhapetuksella p-Si- • · » ··· ’ substraatin 24 pinnalle mukaan lukien n -alue 22. Hapetuskalvo 72 poistetaan * * * ;;; sitten valolitografialla paikasta p+-alueen 20 muodostamiseksi. Lisäämällä selek- • · · • · · * tiivisesti p-tyypin epäpuhtauksia lämpödiffuusiolla tai ioni-injektiolla, muodoste- . 25 taan p+-alue 20 selektiivisesti.
Koska p+-alue 20 pitää muodostaa aikaisemmin muodostettuun n+-alueeseen, ; t _ muodostetaan p+-alue 20 lisäämällä p-tyypin epäpuhtauksia määrässä, joka ylittää • » • i '; ’ aikaisemmin sisään vietyjen n-tyypin epäpuhtauksien määrän (kuvio 4C).
30 ► > 113910 15 Tällä tavalla muodostetaan pn-liitoskerros 26, joka muodostuu n+-alueesta 22 ja p+-alueesta 20.
4) Ensimmäisen ja toisen elektrodin muodostaminen: 5
Hapetuskalvo 74 muodostetaan pinnalle lämpöhapetuksella, sitten avataan spiraa-linmuotoiset urat valolitografialla n+-alueen 22 ja p+-alueen 20 toisiaan vastaaville pinnoille. Ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 muodostetaan höyrypäällystä-mällä sellaista materiaalia kuten alumiini, kupari tai kulta avattuihin spiraalin-10 muotoisiin osiin (kuvio 4D). Jälkeenpäin muodostetaan kaksi tulo-/lähtöelektrodia 14 ja 16, ja maaelektrodi 18 höyrypäällystämällä alumiinia tai muuta materiaalia.
LC-elementti 100 viimeistellään sitten asettamalla P-lasia koko pinnan päälle ja kuumentamalla tasaisen pinnan muodostamiseksi.
15
Esillä olevan sovellutusmuodon LC-elementin 100 valmistusprosessi muistuttaa pohjimmiltaan tavanomaista bipolaaritransistorin tai -diodin valmistusprosessia ja eroaa siitä sellaisissa suhteissa, kuten pn-liitoskerroksen ja välillä olevan eristeker- » ': roksen konfigurointi. Niin muodoin voidaan muokata tavanomaista bipolaaritran- .!. * 20 sistorien valmistusprosessia muuttamalla valomaskin muotoa, valmistus on sekä ·...· helppoa että soveltuvaa koon pienentämiseen. LC-elementti 100 voidaan myös ’·· · muodostaa samalle substraatille kuin tavanomaiset bipolaaritransistorit ja « · * MOSFET:it, ja se voidaan muodostaa IC- tai LSI-laitteen osana. Lisäksi, kun • * · *·' muodostaminen tapahtuu IC- tai LSI-laitteen osana, voidaan komponenttien 25 asennustyötä vähentää seuraavassa käsittelyssä.
Vaikka edellä mainittu valmistusprosessi käsitteli esimerkkiä n+-alueen muodos-‘ · tamisesta ensin koko pinnalle epitaksiaalikasvatuksella, sitten eristyksen tekemi- sestä, niin päinvastoin, hapetuskalvon p-Si-substraatille 24 muodostamisen ja 30 spiraalinmuotoista n+- aluetta 22 vastaavan ikkunan valolitografialla avaamisen ·...* jälkeen, sitten n+-alueen 22 muodostamisen jälkeen viemällä n-tyypin epäpuh- 113910 16 tauksia tähän alueeseen lämpödiffuusiolla tai ioni-injektiolla, voidaan p+-alue 20 muodostaa suoraan samalla menetelmällä. Samaten tavallista puolijohteiden valmistustekniikkaa voidaan käyttää pn-liitoskerroksen valmistusmenetelmänä.
5 Tällä tavalla ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 muodostavat kelat, ja käyttämällä pitkin näitä elektrodeja muodostettua spiraalinmuotoista pn-liitoskerrosta 26 estosuuntaisella esijännitteellä, saavutetaan toiminto kondensaattorina. Lisäksi, koska pn-liitoskerros 26 on muodostettu yli koko ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 koko pituuden, ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 muodostamat 10 kelat LI ja L2, ja pn-liitoskerroksen 26 muodostama kondensaattori Cl esiintyvät jakautuneina vakioina.
Niin muodoin yhdistämällä toisen elektrodin 18 toiseen päähän järjestetty maa-elektrodi 18 maahan tai kiinteään potentiaaliin ja käyttämällä ensimmäistä elektro-15 dia 10 signaalin siirtojohtona, muodostuu LC-elementti, jolla on erinomaiset vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla sisääntulosignaaliin suhteen.
Kuten edellä mainittiin, koska LC-elementti 100 voidaan valmistaa käyttämällä ta- ': ‘ : vanomaista bipolaaritransistorien ja vastaavaa valmistustekniikkaa, valmistaminen *. i. * 20 on sekä helppoa ja sovellettavissa sellaisiin päämääriin kuten koon pienentäminen.
• · »
Myös, kun LC-elementti valmistetaan puolijohdesubstraatin osana, voidaan lan- • » • · * ' goitus muihin samalla puolijohdesubstraatilla oleviin komponentteihin suorittaa • ·«: myös samanaikaisesti, tehden kokoonpanotyön seuraavassa käsittelyssä tarpeetto- ’·’ maksi.
25
Samaten muuttamalla pn-liitoskerrokseen 26 syötettyä estosuuntaista esijännitettä, voidaan jakautuneen vakion tyyppistä kapasitanssia C ohjata muuttuvasti ja LC-’ * ': elementin 100 kokonaisvaimennusominaisuuksia voidaan säätää tai vaihdella.
30 Vaikka edellä oleva kuvaus koski esimerkkiä ensimmäisen elektrodin 10 käyttä-' >.* misestä signaalin siirtojohtona, voidaan toista elektrodia 12 vaihtoehtoisesti 17 113910 käyttää signaalin siirtojohtona (tämä asia soveltuu myös muihin tuonnempana kuvattuihin sovellutusmuotoihin). Toisin sanoen kytkemällä tulo-/lähtöelektrodit 14 ja 16 toisen elektrodin 12 päihin, voidaan toista elektrodia 12 käyttää signaalin siirtojohtona, maaelektrodin 18 ollessa kytkettynä ensimmäisen elektrodin 10 5 toiseen päähän ja maahan tai kiinteään potentiaaliin.
Kuvio 5 näyttää esimerkin ensimmäisen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa toinen elektrodi 12 on sijoitettu oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10 p-Si-substraatin vastakkaiselle pinnalle (takapinnalle). Mukavuussyistä on taka-10 elektrodin muotoa siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Samaten kuvio 6 on suurennettu poikkileikkauskuva katsottuna pitkin viivaa A—A kuviossa 5 ja se vastaa kuviota 2. Tällä tavalla, vaikka kaksi spiraalinmuotoista elektrodia 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain pn-liitoskerroksen 26 kautta, samallatavalla kuin kuvioissa 1 ja 2 näytetyssä LC-elementissä 100, ensimmäinen ja toinen 15 elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina samalla, kun jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin muodostuminen näiden välille on muuttumaton, jäljestäen sillä tavalla sellaiset edut kuten erinomaiset vaimennusominaisuudet ja helpon valmistamisen. Erityisesti, kun ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat oleellisesti ” *': vastakkain, verrattuna kuviossa 1 näytettyyn esimerkkiin, jossa nämä on sijoitettu 20 oleellisesti rinnakkain samaan tasoon, voidaan saavuttaa lisäetu koskien pienen- "... * tynyttä asennuspinta-alaa.
• · · • < * · • · · · Kuviossa 6 näytetty LC-elementin poikkileikkausrakenne liittyy esimerkkiin, jossa ‘ ‘ " pn-liitoskerroskokonaisuus 26 muodostuu yksittäisestä kondensaattorista, jolla on 25 suuret vastakkaiset elektrodit (n-alue 22 ja p-alue 20 vastaavat vastakkaisia elekt-';;; rodeja). Kuitenkin n-alueella 22 ja p-alueella 20 on suhteellisen suuret ominais- ’! ‘ vastukset ja koska etäisyys vasten toisiaan olevien ensimmäisen ja toisen elektro- *· " din 10,12 välillä on lyhyt, tapauksessa, kun vaihtovirta virtaa ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 välillä, virtaa suurin osa AC-signaalista lähekkäin 30 sijoitetun pn-liitoskerroksen 26 muodostaman kondensaattorin kautta, ja AC-... · signaalin virtaus lähekkäin sijoitetun pn-liitoskerroksen 26 ja niiden ensimmäisen 113910 18 ja toisen elektrodin 10 ja 12 osien, jotka eivät ole suoraan vastakkain, välille muodostuvan kondensaattorin kautta on lähes olematon. Vastaavasti pn-liitos-kerros 26 ei toimi tehokkaasti kondensaattorina niiden osien välillä, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 eivät sijaitse vastakkain ja ainoastaan 5 ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 vastakkaisten osien pn-liitoskerros 26 toimii kondensaattorina.
Toinen sovellutusmuoto 10 Tämän keksinnön toisen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti eroaa ensimmäisestä sovellutusmuodosta pääasiassa käyttämällä ei-spiraalin muotoja ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10 ja 12, ja pn-liitoskerrokselle 26. Kuvioissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka vastaavat ensimmäisen sovellutusmuodon vastaavia osia.
15
Kuvio 7 on kaaviokuva toisen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä.
Kuvio 8 on suurennettu poikkileikkauskuva katsottuna pitkin viivaa A—A kuviossa 7.
: : 20 Kuvio 9 näyttää meanderinmuotoisen elektrodin muodostaman kelan periaatetta.
Kuten kuviossa on näytetty, kun virta virtaa yhteen suuntaan elektrodissa 10 tai • · :.· * 12, jolla on meanderin muoto, jolla on koverat ja kuperat taivutukset, magneetti- .,!:' vuo syntyy vuorottain niin, että sen suunta kääntyy päinvastaiseksi vierekkäisissä I t · v * koverissa ja kuperissa osissa, (kuviossa 9, nuolenkärjen tai nuolen perän kaltaiset 25 symbolit kuvaten ensimmäisen tai toisen suunnan magneettisia voi'ta) vastaten täten tilaa, jossa 1/2 kierroksen keloja on kytketty sarjaan. Niin muodoin ko-konais-LC-elementti 200 voidaan saada toimimaan kelana, jolla on ennalta mää-•. ’ *: rätty induktanssi, samalla tavalla kuin ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisilla :... · spiraalinmuotoisilla elektrodeilla.
: 30 t 113910 19
Kuvio 10 näyttää esimerkin toisen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa toinen elektrodi 12 on sijoitettu oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10, p-Si-substraatin 24 vastakkaisella puolella (takapuolella). Mukavuussyistä vastakkaisen elektrodin muotoa on siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Myös 5 kuvion 6 suurennettu poikki leikkauskuva soveltuu kuvioon 10 katsottuna pitkin viivaa A—A. Tällä tavalla, vaikka kaksi elektrodia 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain pn-liitoskerroksen 26 kautta, samalla tavalla kuin kuvioissa 7 ja 8 näytetyssä LC-elementissä 200, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina samalla, kun jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin muodostumi-10 nen näiden välille on muuttumaton, jäljestäen sillä tavalla sellaiset edut kuten erinomaiset vaimennusominaisuudet ja helpon valmistuksen.
Tällä tavalla ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 muodostavat kelat ja käyttämällä pitkin näitä elektrodeja muodostettua ei-spiraalinmuotoista pn-liitoskerrosta 15 26 estosuuntaisella esijännitteellä, saavutetaan toiminta kondensaattorina. Lisäksi, koska pn-liitoskerros 26 on muodostettu yli koko ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 koko pituuden, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 muodostavat kelat LI ja L2, ja pn-liitoskerros 26 muodostaa jakautuneen vakion tyyppisen *:: kondensaattorin C.
:..0 20 * ·
Niin muodoin, yhdistämällä toisen elektrodin 18 toiseen päähän järjestetty maa- * * · * elektrodi 18 maahan tai kiinteään potentiaaliin ja käyttämällä ensimmäistä elekt- • > · ·;;; rodia 10 signaalin siirtojohtona, muodostuu LC-elementti, jolla on erinomaiset • vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla sisääntulosignaaliin suhteen.
25 • · · '1! Kuten edellä mainittiin, koska LC-elementti 200 voidaan valmistaa käyttämällä ta- vanomaista bipolaaritransistorien ja vastaavaa valmistustekniikkaa, on valmista-' · ': minen on sekä helppoa ja sovellettavissa sellaisiin päämääriin kuten koon pienen- ; * ‘ täminen. Myös, kun LC-elementti valmistetaan puolijohdesubstraatin osana, lan- 30 goitus muihin samalla puolijohdesubstraatilla oleviin komponentteihin voidaan 113910 20 suorittaa samanaikaisesti, tehden kokoonpanotyön seuraavassa käsittelyssä tarpeettomaksi.
Samaten muuttamalla pn-liitoskerrokseen 26 syötettyä estosuuntaista esijännitettä, 5 voidaan jakautuneen vakion tyyppistä kapasitanssia C ohjata muuttuvasti ja LC-elementin 200 kokonaisvaimennusominaisuuksia voidaan säätää tai vaihdella.
Lisäksi, koska ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ei-spiraalin-muotoisia, voidaan tulo-/lähtösignaalien johdotus suorittaa samassa tasossa kuin 10 ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ilman ylikulkua.
Samaten spiraalinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tapauksessa kunkin elektrodin toinen pää on sijoitettu LC-elementin keskiosaan ja toinen pää ulko-osaan. Päinvastoin, tämän sovellutusmuodon LC-elementin 200 tapauk-15 sessa meanderinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 molemmat päät sijaitsevat LC-elementin ulko-osissa, antaen täten suotuisat olosuhteet liitos-napojen järjestämiseksi tai liittämiseksi muihin piirielementteihin.
i Kolmas sovellutusmuoto : 20 «tl :Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön kolmannen sovellutusmuodon mukaises-• « :.: · ta LC-elementistä viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin.
< · » '·* * Kuvio 11 on kaaviokuva kolmannen sovellutusmuodon mukaisesta LC- 25 elementistä 300. Edellä kuvatun ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementin ·;;; 100 tapauksessa, spiraalinmuotoinen ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on ·;·’ muodostettu oleellisesti rinnakkain yli niiden koko pituuden ja ne ovat siksi oleellisesti saman pituisia. Esillä olevan sovellutusmuodon LC-elementin 300 ta-
» I
pauksessa, on toinen elektrodi 12 ja vastaava pn-liitoskerros 26 muodostettu t : _: 30 lyhyemmiksi kuin kuviossa 1 näytetyssä ensimmäisessä sovellutusmuodossa.
113910 21
Kuten kuviossa 11 on näytetty, vaikka toinen elektrodi 12 ja pn-liitoskerros 26 on osittain poistettu, koska lyhennetty toinen elektrodi 12 muodostaa kelan ja lyhennetty pn-liitoskerros 26 muodostaa jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin, saavutetaan erinomaiset vaimennusominaisuudet samalla tavalla kuin kuviossa 1 5 näytetyllä LC-elementillä 100.
Kuvio 12A näyttää LC-elementin 300 vastinpiirin. Kuten kuviossa on näytetty, induktanssi L3 pienentyy vain siinä määrässä kuin toisen elektrodin 12 kierroksia vähennetään samalla, kun vastaava jakautuneen vakion tyyppinen kapasitanssi Cl 10 pienenee.
Kuten kuvioissa 12B ja 12C on näytetty, sijoittamalla esijännitelähde 28 (tai säädettävä esijännitelähde 34) tulo-/lähtöelektrodin 14 ja maaelektrodin 18 väliin ja sijoittamalla kondensaattorit 30, 32 signaalin siirtojohdon tulo-ja lähtöpuolille, 15 voidaan pn-liitoskerroksen 26 estosuuntainen esijännite toteuttaa varmasti. Säätämällä tätä estosuuntaista esijännitettä muuttuvasti, voidaan ominaisuuksia muuttaa samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovellutusmuodossa.
Tällä tavalla muodostamalla jompi kumpi ensimmäisestä ja toisesta elektrodista 20 10 ja 12 lyhyemmäksi kuin toinen, ja muodostamalla pn-liitoskerros näiden väliin, •... * muodostetaan jakautuneen vakion tyyppiset kelat ja kondensaattori ja saavutetaan * « • · « : toiminnot elementtinä, jolla on erinomaiset vaimennusominaisuudet. Samaten LC- • f · • ••ί elementin 300 etuihin, jotka ovat samat kuin LC-elementillä 100 ja muilla edellä '·’ kuvatuilla sovellutusmuodoilla, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttämällä 25 puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI-laitteen tai muun lait- teen osana, jossa tapauksessa langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä voidaan *; ‘ lyhentää.
* ? *·;·* Kuvio 13 näyttää esimerkin kolmannen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa 30 toinen elektrodi 12 on sijoitettu oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10, p-:* Si-substraatin 24 vastakkaisella puolella. Mukavuussyistä on vastakkaisen elektro- 113910 22 din muotoa siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka kaksi eripituista spiraalinmuotoista elektrodia 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla tavalla kuin kuviossa 11 näytetyssä LC-ele-mentissä 300, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina, samalla 5 kun jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin muodostuminen näiden välille on muuttumaton, jäljestäen sillä tavalla sellaiset edut kuten erinomaiset vaimen-nusominaisuudet ja helpon valmistamisen.
LC-elementin osa, joka toimii tehokkaasti kondensaattorina vaihtovirralle, on vain 10 se spiraalinmuotoinen pn-liitoskerros 26, joka sijaitsee lähellä vastakkain toisiaan olevia elektrodeja, samalla tavalla kuin on kuvattu ensimmäisen sovellutusmuo-don LC-elementin muunnokselle.
Neljäs sovellutusmuoto 15 Tämän keksinnön neljännen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti eroaa kolmannesta sovellutusmuodosta pääasiassa käyttämällä ei-spiraalinmuotoisia muotoja ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10jal2, ja pn-liitoskerrokselle 26.
‘. : Kuvioissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka vastaavat ensimmäisen sovel- : : 20 lutusmuodon vastaavia osia.
i i 1 • « • > : Kuvio 14 on kaaviokuva neljännen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä * * * 400. Edellä kuvatun toisen sovellutusmuodon LC-elementin 200 tapauksessa, ‘ meanderinmuotoinen ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on muodostettu 25 oleellisesti rinnakkain yli niiden koko pituuden ja ne ovat siksi oleellisesti saman •;;; pituisia. Esillä olevan sovellutusmuodon LC-elementin 400 tapauksessa, on toinen e · I · ';' elektrodi 12 ja vastaava pn-liitoskerros 26 muodostettu lyhyemmiksi kuin kuvios- • » *. ’: sa 7 näytetyssä toisessa sovellutusmuodossa.
» » '·.!,*· 30 Lukuunottamatta induktanssi- ja kapasitanssiarvoja, LC-elementin 400 vastinpiiri on sama kuin kuviossa 12A näytetyllä kolmannella toteutusmuodolla. Kuten 113910 23 kuviossa 12A on näytetty, induktanssi L3 pienenee vain siinä määrässä, kuin toisen elektrodin 12 koveria ja kuperia taivutuksia vähennetään samalla, kun vastaava jakautuneen vakion tyyppinen kapasitanssi Cl pienenee.
5 Kuten kuviossa on näytetty, vaikka toinen elektrodi 12 ja pn-liitoskerros 26 on osittain poistettu, koska lyhennetty toinen elektrodi 12 muodostaa kelan ja lyhennetty pn-liitoskerros 26 muodostaa jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin, saavutetaan erinomaiset vaimennusominaisuudet samalla tavalla kuin kuviossa 7 näytetyllä LC-elementillä 200.
10
Kuten kolmannen sovellutusmuodon kuvioissa 12B ja 12C on näytetty, sijoittamalla esijännitelähde 28 (tai säädettävä esijännitelähde 34) tulo-/lähtöelektrodin 14 ja maaelektrodin 18 väliin ja sijoittamalla kondensaattorit 30, 32 signaalin siirtojohdon tulo- ja lähtöpuolelle, voidaan pn-liitoskerroksen 26 estosuuntainen 15 esijännite toteuttaa varmasti. Säätämällä tätä estosuuntaista esijännitettä muuttu-vasti, voidaan jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin C kapasitanssia säätää muuttuvasti ja LC-elementin 400 kokonaistaajuusvastetta voidaan säätää tai muuttaa samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovellutusmuodossa.
t i * · > · 20 Samaten, kuten kuviossa 15 on näytetty, samalla tavalla kuten edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa, voidaan toinen elektrodi 12 sijoittaa p-Si-substraatin 24 « > i vastakkaiselle puolelle, oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10. Mukavuus- t · · *·! syistä vastakkaisen elektrodin muotoa on siirretty hieman ylävasemmalle kaa- viokuvassa. Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka kaksi eripituista ei-spi- 25 raalinmuotoista elektrodia 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla
I ! I
*;;; tavalla kuin kuviossa 14 näytetyssä LC-elementissä 400, ensimmäinen ja toinen t · 'I* elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina, samalla kun jakautuneen vakion tyyppisen • » ’· "· kondensaattorin muodostuminen näiden välille on muuttumaton, järjestäen täten t * *; · * samat edut kuten erinomaiset vaimennusominaisuudet, kuten mainittiin kuvion 14 * 30 sovellutusmuodolle.
24 1 13910
Samaten LC-elementin 400 etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttämällä puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI-laitteen tai muun laitteen osana, missä tapauksessa langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä voidaan 5 lyhentää.
Lisäksi, koska ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ei-spiraalin-muotoisia, voidaan ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tulo-/lähtösignaalien johdotus suorittaa samassa tasossa ilman risteäviä elektrodeja.
10
Samaten spiraalinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tapauksessa, kunkin elektrodin toinen pää on sijoitettu LC-elementin keskiosaan ja toinen pää ulko-osaan. Päinvastoin, tämän sovellutusmuodon LC-elementin 400 tapauksessa, meanderinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 molemmat 15 päät sijaitsevat LC-elementin ulko-osissa, antaen täten suotuisat olosuhteet liitos-napojen järjestämiseksi tai liittämiseksi muihin piirielementteihin.
Viides sovellutusmuoto ‘ : ' 20 Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön viidennen sovellutusmuodon mukaisesta | 1 ·; ’ LC-elementistä 500 viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin.
• · · • · · » · · » * » » ’!! ,1 LC-elementti 100 ja muut edellä kuvatut sovellutusmuodot toimivat kolminapaisi- * · · na normaalimuototyyppisinä elementteinä. Niiden vastakohtana viidennen sovel-(; _ 25 lutusmuodon LC-elementti toimii nelinapaisena yhteismuototyyppisenä elementti- . ‘ . nä· * 1 1 » * · · *,. 1 Kuvio 16 on kaaviokuva viidennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä • t ’i’ 500. Kuten kuviossa on näytetty, tulo-/lähtöelektrodit 36 ja 38 on kytketty spiraali;’ 30 linmuotoisen toisen elektrodin 12 päihin. Tämä kohta eroaa kuviossa 1 näytetystä ’ 1 · · ’ LC-elementistä 100.
113910 25
Kuvio 17A näyttää LC-elementin 500 vastinpiirin. Kuten kuviossa on näytetty, toimii kahden tulo-/lähtöelektrodin 14 ja 16 välille muodostettu ensimmäinen elektrodi 10 kelana, jolla on induktanssi LI samalla, kun kahden tulo-5 /lähtöelektrodin 36 ja 38 välille muodostettu toinen elektrodi 12 toimii kelana, jolla on induktanssi L2. Näiden kahden kelan välissä, samalla tavalla kuin ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementissä 100, pn-liitoskerros 26 muodostaa jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin, jonka kapasitanssi on C.
10 Tällä tavalla, ei ainoastaan jäljestämällä tulo-/lähtöelektrodit ensimmäiselle elektrodille 10, vaan myös jäljestämällä tulo-/lähtöelektrodit 36 ja 38 toisen elektrodin 12 päihin, LC-elementti 500 voi toimia nelinapaisena yhteismuototyyp-pisenä elementtinä, jolla on erinomaiset vaimennusominaisuudet.
15 Koska pn-liitoskerros 26 toimii kondensaattorina, kun ensimmäisen elektrodin 10 suhteellinen potentiaali on suuresti estosuuntainen toiseen elektrodiin 12 nähden, tarkoituksessa toimintaa varten edellä mainittuna nelinapaisena yhteismuototyyp-pisenä elementtinä, pitää tulosignaalin taso ensimmäisellä elektrodilla 10 asettaa suuremmaksi kuin tulosignaalin taso toisella elektrodilla 12.
:.i!: 20 • * * ·...* Kuvio 17B näyttää esimerkin estosuuntaisen esijännitteen syöttämisestä pakolla • · ♦ ' ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 välille. Tämän estosuuntaisen esijännit- * « 1 · teen syöttää esijännitelähde 28. Samaten tämän sovellutusmuodon tapauksessa, *'* koska tulosignaalit syötetään molempiin tulo-/lähtöelektrodeihin 14 ja 36, ensim- 25 maisessa sovellutusmuodossa käytetyn kondensaattorin 30 lisäksi, on kondensaat-'; tori 40 kytketty tulo-/lähtöelektrodin 36 puolelle. 1 “· Tällä tavalla, käyttämällä kondensaattoreita 30 ja 40, poistetaan tulo-/lähtö- elektrodien 14 ja 36 tulosignaalien DC-komponentit ja vain kyseisten signaalien 30 AC-komponentit menevät esijännitelähteestä 28 LC-elementin 500 sisääntuloon ’. .: syötetyn estosuuntaisen esijännitteen päälle.
113910 26
Niin muodoin voidaan estosuuntainen esijännite syöttää varmasti pn-liitos-kerrokseen 26 suhteen sekä jakautuneen vakion tyyppisten kondensaattoreiden että kelojen muodostamiseksi. Tämän tuloksena voidaan saavuttaa erinomaiset vai-5 mennusominaisuudet.
Kuvio 17C näyttää esimerkin kuvion 17B esijännitelähteen 28 korvaamisesta säädettävällä esijännitelähteellä 34. Säädettävästä esijännitelähteestä saatavaa esto-suuntaista esijänniteitä voidaan muuttaa, muuttaen täten pn-liitoskerroksen 26 10 kapasitanssia C ja muuttaen LC-elementin 500 kokonaisominaisuuksia.
Kuvio 18 näyttää esimerkin viidennen sovellutusmuodon muunnoksesta, jossa toinen elektrodi 12 on sijoitettu oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10 p-Si-substraatin 24 vastakkaiselle puolelle. Mukavuussyistä on vastakkaisen elektrodin 15 muotoa siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka spiraalinmuotoiset ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla tavalla kuin kuviossa 16 näytetyssä LC-ele-mentissä 500, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 toimivat keloina samalla, : kun jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori muodostuu näiden välille, 20 muodostamaan nelinapaisen yhteismuototyyppisen elementin, jolla on sellaiset ‘ · · · ’ edut kuten erinomaiset taajuusominaisuudet j a helppo valmistus.
• * k •;;; Tämän LC-elementin poikkileikkausrakenne on sama kuin kuviossa 6 näytetyllä ‘ ensimmäisen sovellutusmuodon muunnoksella. LC-elementin osa, joka toimii , 25 tehokkaasti kondensaattorina AC-virran virtaukselle, on vain se spiraalinmuotoi- ]1! nen pn-liitoskerros 26, joka sijaitsee lähellä vastakkain toisiaan olevia elektrodeja, ·’ samalla tavalla kuin on kuvattu ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementin / muunnokselle.
30 Vaikka edellä oleva kuvaus on annettu vastaten ensimmäisen sovellutusmuodon ‘ LC-elementtiä 100, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi ovat yhtä pitkiä, yhtä 113910 27 hyvin vastaten kolmannen sovellutusmuodon LC-elementtiä 300, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi ovat eri pituisia, voidaan nelinapainen yhteismuototyyppi-nen LC-elementti muodostaa samalla tavalla.
5 Samaten LC-elementin 500 etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttämällä puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI-laitteen tai muun laitteen osana, jossa tapauksessa langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä voidaan lyhentää.
10
Kuudes sovellutusmuoto Tämän keksinnön kuudennen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti on oleellisesti sama kuin viidennen sovellutusmuodon vastaava elementti, mutta eroaa 15 viidennestä sovellutusmuodosta pääasiassa käyttämällä ei-spiraalinmuotoisia muotoja ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10 ja 12, ja pn-liitoskerrokselle 26. Kuvioissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka vastaavat ensimmäisen sovellutusmuodon vastaavia osia.
• » 20 Kuvio 19 on kaaviokuva kuudennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä 600. Kuten kuviossa on näytetty, on tulo-/lähtöelektrodit 36 ja 38 • · · :: : kytketty ei-spiraalinmuotoisen toisen elektrodin 12 päihin. Tämä kohta eroaa •;;; kuviossa 7 näytetystä LC-elementistä 200.
. 25 Induktanssi- ja kapasitanssi arvoja lukuun ottamatta, LC-elementin 600 vastinpiiri t I ( on sama kuin kuviossa 17A näytetyllä viidennellä sovellutusmuodolla. Kuten kuviossa on näytetty, kahden tulo-/lähtöelektrodin 14 ja 16 välille muodostettu ’; · ensimmäinen elektrodi 10 toimii kelana, jolla on induktanssi LI, samalla kun kah- den tulo-/lähtöelektrodin 36 ja 38 välille muodostettu toinen elektrodi 12 toimii ‘.:. * 30 kelana, jolla on induktanssi L2. Näiden kahden kelan välissä, samalla tavalla kuin ‘ > ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementissä 100 ja muissa edellä esitetyissä 113910 28 sovellutusmuodoissa, pn-liitoskerros 26 muodostaa jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin, jonka kapasitanssi on C.
Tällä tavalla, ei ainoastaan järjestämällä tulo-/lähtöelektrodit ensimmäiselle 5 elektrodille 10, vaan myös jäljestämällä tulo-/lähtöelektrodit 36 ja 38 toisen elektrodin 12 päihin, LC-elementti 600 voi toimia nelinapaisena yhteismuototyyp-pisenä elementtinä, jolla on erinomaiset vaimennusominaisuudet.
Samalla tavalla kuin viidennessä sovellutusmuodossa, kytkemällä kondensaattorit 10 ja virtalähteet, kuten on näytetty kuvioissa 17B ja 17C, voidaan kiinteä tai muutettava estosuuntäinen esijännite syöttää varmasti tämän sovellutusmuodon LC-ele-menttiin 600. Tämän tuloksena, samalla tavalla kuin viidennessä sovellutusmuodossa, voidaan pn-liitoskerrosta 26 käyttää varmasti kondensaattorina. Siis, käyttämällä muutettavaa estosuuntaista esijännitettä, voidaan pn-liitoskerroksen 26 ka-15 pasitanssia C muuttaa, muuttaen täten LC-elementin 600 kokonaisominaisuuksia.
Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa, kuten on näytetty kuviossa 20, voidaan toinen elektrodi 12 sijoittaa oleellisesti vasten ensimmäistä ’ *" · elektrodia 10, p-Si-substraatin 24 vastakkaiselle puolelle. Mukavuussyistä vastak- 20 kaisen elektrodin muotoa on siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa.
Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka eripituiset ei-spiraalinmuotoiset elektrodit 10 : ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla tavalla kuin kuviossa 19 näyte- tyssä LC-elementissä 600, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 toimivat * keloina samalla, kun jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori muodostuu , 25 näiden välille muodostamaan nelinapaisen yhteismuototyyppisen elementin, jolla ‘!;; on sellaiset edut kuten erinomaiset taajuusominaisuudet ja helppo valmistus.
» » ‘; : Vaikka edellä oleva kuvaus on annettu vastaten toisen sovellutusmuodon LC- •; * ’ elementtiä 200, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi ovat yhtä pitkiä, yhtä hyvin 30 vastaten neljännen sovellutusmuodon LC-elementtiä 400, jossa ensimmäinen ja 113910 29 toinen elektrodi ovat eri pituisia, voidaan nelinapainen yhteismuototyyppinen LC-elementti muodostaa samalla tavalla.
Samaten LC-elementin 600 etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen sovel-5 lutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttämällä puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI- tai muun laitteen osana, jossa tapauksessa langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä voidaan lyhentää.
Lisäksi, koska ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ei-spiraalin-10 muotoisia, voidaan tulo-/lähtösignaalien langoitus ensimmäistä ja toista elektrodia 10 ja 12 varten suorittaa samassa tasossa ilman elektrodien ylikulkua.
Samaten spiraalinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tapauksessa kunkin elektrodin toinen pää on sijoitettu LC-elementin keskiosaan ja toinen 15 pää ulko-osaan. Päinvastoin, tämän sovellutusmuodon LC-elementin 600 tapauksessa, meanderinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 molemmat päät sijaitsevat LC-elementin ulko-osissa, antaen täten suotuisat olosuhteet liitos-napojen järjestämiseksi tai liittämiseksi muihin piirielementteihin.
:’ 20 Seitsemäs sovelhitusmuoto • · * : : : Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön seitsemännen sovellutusmuodon mukai- *;;; sesta LC-elementistä 700 viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin.
, 25 LC-elementin 100 ja muiden edellä kuvattujen sovellutusmuotojen toinen elektro- ’!!! di 12 muodostuu yhdestä johtimesta. Esillä olevan sovellutusmuodon LC- elementin 700 tapauksessa, on toinen elektrodi 12 jaettu joukkoon (esimerkiksi ’; ’; kahteen) elektrodisegmenttejä 12-1 ja 12-2.
i » 30 Kuvio 21 on seitsemännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaavioku-'··*' va. Kuten kuviossa on näytetty, on kuviossa 1 näytetyssä LC-elementissä 100 113910 30 käytetty toinen elektrodi 12 korvattu kahdella jaetulla elektrodisegmentillä 12-1 ja 12-2. Maaelektrodit 18 on kytketty yleisesti spiraalinmuotoisiin jaettuihin elektro-disegmentteihin 12-1 ja 12-2. Maadoittamalla nämä maaelektrodit 18, on kukin jaetun elektrodisegmentin 12-1 ja 12-2 muodostama kela maadoitettu toisesta 5 päästä. Vaihtoehtoisesti, kytkemällä nämä maaelektrodit 18 kiinteän potentiaalin virtalähteeseen, on kukin jaetun elektrodisegmentin 12-1 ja 12-2 muodostama kela asetettu kiinteään potentiaaliin.
Kuvio 22A näyttää LC-elementin 700 vastinparin. Kuten kuviossa on näytetty, en-10 simmäinen elektrodi 10 toimii kelana, jolla on kokonaisinduktanssi LI samalla, kun jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 toimivat keloina, joiden vastaavat induktanssit ovat L3 ja L4. Ensimmäisen elektrodin 10 ja kunkin jaetun elektrodi-segmentin 12-1 ja 12-2 välillä oleva pn-liitoskerros toimii jakautuneen vakion tyyppisinä kondensaattoreina, joiden vastaavat kapasitanssit ovat C2 ja C3.
15
Kuviot 22B ja 22C näyttävät piiriesimerkkejä kiinteän tai muutettavan estosuun-taisen esijännitteen syöttämisestä pakolla. Kuviot vastaavat ensimmäisen sovellu-tusmuodon kuvioita 3B ja 3C. Käyttämällä tämän tyyppisiä piirirakenteita, voi-: daan pn-liitoskerrosta 26 käyttää varmasti kondensaattorina. Siis käyttämällä :, j,: 20 muutettavaa estosuuntaista esijännitettä, voidaan pn-liitoskerroksen kondensaatto- :: reja muuttaa, muuttaen täten LC-elementin 700 kokonaisominaisuuksia.
* I t ...: LC-elementin 700 tapauksessa, kyseiset jaettujen elektrodi segmenttien 12-1 ja 12- ' 2 itseinduktanssit L3 ja L4 ovat pieniä ja niillä on vain pieni vaikutus LC- 25 elementin 700 kokonaisominaisuuksiin. Niin muodoin ensimmäisen elektrodin 10 •;;; induktanssi LI ja muodostuneet jakautuneen vakion tyyppiset kondensaattorit C2 ’; ’ ja C3 määräävät enimmäkseen LC-elementin kokonaisominaisuudet.
' ·' Vaikka edellä on kuvattu jakaminen kahteen segmenttiin, voidaan LC-elementin v; y 30 700 toinen elektrodi 12 jakaa myös kolmeen tai useampaan segmenttiin. Sellaisis- 113910 31 sa tapauksissa, kun jako-osien lukumäärä kasvaa, vastaavat jaettujen segmenttien itseinduktanssit pienenevät.
Kuvio 23 näyttää esimerkin muunnoksesta, jossa kaksi jaettua elektrodisegmenttiä 5 12-1 ja 12-2 on sijoitettu oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10 p-Si-subst- raatin 24 vastakkaiselle puolelle. Mukavuussyistä on vastakkaisen elektrodin muotoa siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka spiraalinmuotoinen ensimmäinen elektrodi 10 ja jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla tavalla kuin kuviossa 21 10 näytetyssä LC-elementissä 700, ensimmäinen elektrodi 10 ja jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 toimivat keloina samalla, kun jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin muodostuminen näiden välille on muuttumaton, jäljestäen täten sellaiset edut kuten erinomaiset vaimennusominaisuudet ja helppo valmistus.
15 Tämän LC-elementin poikkileikkausrakenne on sama kuin kuviossa 6 näytetyllä ensimmäisen sovellutusmuodon muunnoksella. LC-elementin osa, joka toimii tehokkaasti kondensaattorina AC-virran virtaukselle, on vain se spiraalinmuotoinen pn-liitoskerros 26, joka sijaitsee lähellä vastakkain toisiaan olevia elektrodeja, '· samalla tavalla kuin on kuvattu ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementin ’,;. 1 20 muunnokselle.
Samaten LC-elementin 700 etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen •; · ·' sovellutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttä- • mällä puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI-laitteen tai muun 25 laitteen osana, jossa tapauksessa voidaan langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä ‘;;; lyhentää.
: Kahdeksas sovellutusmuoto 30 Tämän keksinnön kahdeksannen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti on ‘‘ oleellisesti sama kuin seitsemännen sovellutusmuodon vastaava elementti, mutta 113910 32 eroaa seitsemännestä sovellutusmuodosta pääasiassa käyttämällä ei-spiraalin-muotoisia muotoja ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10 ja 12, ja pn-liitoskerrokselle 26. Kuvioissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka vastaavat ensimmäisen sovellutusmuodon vastaavia osia.
5
Kuvio 24 on kahdeksannen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 800 kaaviokuva. Kuten kuviossa on näytetty, kuviossa 7 näytetyssä LC-elementissä 200 käytetty toinen elektrodi 12 on korvattu kahdella jaetulla elektrodisegmentillä 12-1 ja 12-2. Maaelektrodit 18 on kytketty yleisesti meanderinmuotoisiin jaettuihin 10 elektrodisegmentteihin 12-1 ja 12-2. Maadoittamalla nämä maaelektrodit 18, tai kytkemällä nämä maaelektrodit 18 kiinteän potentiaalin virtalähteeseen, on kukin jaetun elektrodisegmentin 12-1 ja 12-2 muodostama kela asetettu kiinteään potentiaaliin.
15 Lukuun ottamatta induktanssi- ja kapasitanssi arvoja, LC-elementin 800 vastinpiiri on sama kuin kuviossa 22A näytetyllä seitsemännellä sovellutusmuodolla. Kuten kuviossa on näytetty, ensimmäinen elektrodi 10 toimii kelana, jolla on kokonai-sinduktanssi LI samalla, kun jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 toimivat ‘ ’: keloina, joiden vastaavat induktanssit ovat L3 ja L4. Ensimmäisen elektrodin 10 ja 20 kunkin jaetun elektrodisegmentin 12-1 ja 12-2 välillä oleva pn-liitoskerros toimii jakautuneen vakion tyyppisinä kondensaattoreina, joiden vastaavat kapasitanssit ·'·: *' ovatC2jaC3.
*·’ Samalla tavalla kuin seitsemännessä sovellutusmuodossa, kytkemällä kondensaat- 25 toreita ja virtalähteitä tämän sovellutusmuodon LC-elementtiin kuvioissa 22B ja ;;; 22C osoitetulla tavalla, voidaan kiinteä tai muutettava estosuuntainen esijännite L syöttää varmasti pn-liitoskerrokseen 26. Tämän tuloksena, samalla tavalla kuin ' · ’; seitsemännessä sovellutusmuodossa, voidaan pn-liitoskerrosta 26 käyttää varmasti ’’y’ kondensaattorina. Siis, käyttämällä muutettavaa estosuuntaista esijännitettä, ’, · 30 voidaan pn-liitoskerroksen 26 kapasitanssia C muuttaa, muuttaen täten LC-ele- . , ’ mentin 800 kokonaisominaisuuksia.
113910 33
Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa, kuten on näytetty kuviossa 25, voidaan jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 sijoittaa oleellisesti vasten ensimmäistä elektrodia 10 p-Si-substraatin 24 vastakkaiselle puolelle. Mu-5 kavuussyistä on vastakkaisen elektrodin muotoa siirretty hieman ylävasemmalle kaaviokuvassa. Kuten kuvioissa on näytetty, vaikka ei-spiraalinmuotoinen ensimmäinen elektrodi 10 ja jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, samalla tavalla kuin kuviossa 24 näytetyssä LC-elementissä 700, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja jaetut elektrodisegmentit 12-1 ja 12-2 toi-10 mivat keloina samalla, kun jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin muodostuminen näiden välille on muuttumaton, järjestäen täten sellaiset edut kuten erinomainen taajuusvaste, kuten kuviossa 24 näytetyssä sovellutusmuodossa.
Vaikka edellä on kuvattu jakaminen kahteen segmenttiin, voidaan LC-elementin 15 800 toinen elektrodi 12 jakaa myös kolmeen tai useampaan segmenttiin. Sellaisis sa tapauksissa, kun jako-osien lukumäärä kasvaa, vastaavat jaettujen segmenttien itseinduktanssit pienenevät.
, ,.: Samaten LC-elementin 800 etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen sovel- . /. 20 iutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus valmistukseen käyttämällä f < * puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen LSI-laitteen tai muun lait-• teen osana, jossa tapauksessa langoitustyötä seuraavassa käsittelyssä voidaan ly- · i · *: · hentää.
» · I
f · t 25 Lisäksi, koska ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ei-spiraalin-,.! ·* muotoisia, voidaan ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tulo-/lähtösignaalien ... * johdotus suorittaa samassa tasossa ilman risteäviä elektrodeja.
: _: Samaten spiraalinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 tapaukses- . 30 sa kunkin elektrodin toinen pää on sijoitettu LC-elementin keskiosaan ja toinen : ’ “; pää ulko-osaan. Päinvastoin, tämän sovellutusmuodon LC-elementin 800 tapauk- 34 113910 sessa, meanderinmuotoisen ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 molemmat päät sijaitsevat LC-elementin ulko-osissa, antaen täten suotuisat olosuhteet liitos-napojen järjestämiseksi tai liittämiseksi muihin piirielementteihin.
5 Yhdeksäs sovellutusmuoto
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön yhdeksännen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin.
10 Yleisesti kela, jolla on ennalta määrätty induktanssi, saadaan aikaan käyttämällä johtimelle spiraalin muotoa. Myös, kuten edellä mainittiin, kelatoiminto, jolla on ennalta määrätty induktanssi, saadaan aikaan tapauksissa, joissa elektrodeille 10 ja 12 käytetään meanderin muotoa. Kuitenkin tapauksissa, joissa tulosignaalin kaista on rajattu suurtaajuuteen, muut muodot kuin spiraali ja meanderi, ja äärimmäisissä 15 tapauksissa suoran viivan muoto, voivat toimia keloina, joilla on induktanssikom-ponentteja. Tämän sovellutusmuodon LC-elementti tarkastelee näitä yksityiskohtia ja koskee elektrodin 10 ja muiden muodostamista muihin kuin spiraalin tai meanderin muotoihin.
20 Kuviot 26A, 26B, 27A ja 27B ovat kaaviokuvia tämän sovellutusmuodon LC-·...’ elementeistä, joissa ensimmäisellä ja toisella elektrodilla lOja 12 on suoran viivan • t » :.: : muodot.
*
Kuvio 26A vastaa edellä mainittuja kuvioita 1 ja 7, ja näyttää kolminapaisen 25 tyyppisen LC-elementin, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ;;; molemmat oleellisesti saman mittaisia ja rinnakkain. Kuvio 26B vastaa kuvioita 11 ja 14, ja näyttää LC-elementin, jossa toinen elektrodi 12 on järjestetty vas-‘ ‘: taamaan ensimmäisen elektrodin 10 osaa.
’.· 30 Kuvio 27A vastaa kuvioita 16 ja 19, ja näyttää tulo-/lähtöelektrodien 36 ja 38 , · järjestämisen toisen elektrodin kyseisiin päihin nelinapaisena yhteismuototyyppi- 113910 35 senä elementtinä käyttöä varten. Kuvio 27B vastaa kuvioita 21 ja 24, ja näyttää tapauksen toisen elektrodin 12 jakamisesta kahteen jaettuun elektrodisegmenttiin 12-1 ja 12-2.
5 Vaikka kuviot 26 ja 27 näyttävät LC-elementtejä, joissa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on muodostettu samaan tasoon, samalla tavalla kuin on näytetty kuvioissa 5,6 ja muissa, voidaan ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 myös muodostaa oleellisesti vastakkain muodostamaan suoran viivan muotoiset LC-elementit sijoittamalla pn-liitoskerroksen 26 niiden väliin.
10
Kuvio 28 on kaaviokuva LC-elementistä, joka muodostuu käyrän viivan muotoisesta ensimmäisestä ja toisesta elektrodista 10 ja 12, joilla on suuri kaarevuussäde. Tapauksissa, joissa muita komponentteja ym. pitää sijoittaa paikkoihin suoralla viivalla, joka yhdistää kaksi tulo-/lähtöelektrodia 14 ja 16, käyrän viivan muotoja, 15 sellaisia kuin on näytetty kuviossa, voidaan käyttää ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10 ja 12.
Kuvio 29 on kaaviokuva LC-elementistä, joka muodostuu aallon muotoisesta : ensimmäisestä ja toisesta elektrodista 10 ja 12. Vaikka ei siinä määrin kuin kuvi- : : : 20 oissa 1, 7 ja muissa näytetyissä spiraalin ja meanderin muodoissa, tällä LC- •,, t · elementillä on suurempi induktanssi verrattuna suoran viivan tai suuren kaarevuu- •. · · den muotoihin ensimmäiselle ja toiselle elektrodille 10 ja 12.
• t t ‘’ : Kuvio 30 on kaaviokuva LC-elementistä, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi 25 10 ja 12 muodostuvat epätäydellisen ympyrän muodoista. Kuten kuviossa on näytetty, muodostamalla ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 epätäydellisen y’ ympyrän muotoon, voidaan muodostaa LC-elementti, jolla on pieni induktanssi.
* · ’, · Myös, taittamalla ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 toinen tai molemmat päät osittain taaksepäin, voidaan synnytetty magneettivuo osittain kumota ja . : 30 pienentää induktanssia, tehden täten mahdolliseksi LC-elementin induktanssin eli _: taajuusominaisuuksien säätämisen.
113910 36
Tarkoituksessa yksinkertaistaa kuvauksia, vain LC-elementin esimerkki, joka näytetään kuviossa 26A, näytetään kuvioissa 28—-30. Kuitenkin samoja periaatteita voidaan soveltaa sekä kuviossa 26B, 27A ja 27B näytettyihin tyyppeihin että 5 tyyppeihin, joissa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkain, sijoittamalla pn-liitoskerros 26 niiden väliin.
Tällä tavalla kuvioissa 26A—30 näytetyt LC-elementit sisältävät eri muotoiset ensimmäiset ja toiset elektrodit 10 ja 12, ja samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa 10 ensimmäisessä - seitsemännessä sovellutusmuodossa, voidaan saada aikaan LC-elementin toiminnot, joilla on erinomaiset vaimennusominaisuudet. Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovellutusmuodossa, säätämällä pn-liitoskerrokseen 26 syötettyä estosuuntaista esijännitettä muuttuvasti, voidaan myös muodostuneen jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin kapasitanssia muuttaa, ja täten LC-15 elementin ominaisuuksia voidaan säätää muuttuvasti.
Samaten tämän sovellutusmuodon LC-elementin etuihin, jotka ovat samat kuin edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä, kuuluu mahdollisuus •: : valmistukseen käyttämällä puolijohteiden valmistustekniikkaa ja muodostaminen : : : 20 LSI-laitteen tai muun laitteen osana, jossa tapauksessa langoitustyötä seuraavassa • t f : käsittelyssä voidaan lyhentää.
IM I
Lisäksi, koska ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 ovat ei-spiraalin-* muotoisia, voidaan tulo-/lähtösignaalien johdotus ensimmäistä ja toista elektrodia 25 10jal2 varten suorittaa samassa tasossa ilman ylikulkua.
* # · » ‘ ·; · Muut sovellutusmuodot
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön muista sovellutusmuodoista viittauksella i:': 30 oheen liitettyihin piirustuksiin.
113910 37
Kuviot 31 ja 32 ovat selittäviä piirustuksia liitosnapojen järjestämisestä kemiallisella nestefaasikerrostamisella. Kuvio 31 on tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 500 kaaviokuva ja se vastaa kuviota 1 ja muita. Kuten kuviossa on näytetty, ei tulo-/lähtöelektrodeja 14 ja muita ole jäljestetty ensimmäisen ja toisen 5 elektrodin 10 ja 12 päihin. Sen jälkeen, kun on erotettu puolijohdesubstraatti, johon kuuluu ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12, joilla on tämän tyyppinen muoto, muodostetaan piioksidikalvo 42 eristekalvoksi yksittäisen erotetun sirun (elementin) koko pinnalle. Jälkeenpäin poistetaan ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 päätyosien päällä oleva piioksidikerros 42 syövyttämällä reikien 10 avaamiseksi. Nämä reiät täytetään juotosmetallilla 44 panemalla sitä niin paljon, että se työntyy esiin pinnan yläpuolelle. Koska esiin työntyvä juotosmetalli 44 voidaan tuoda suoraan kontaktiin esimerkiksi painokytkentälevyn kauluksien kanssa, olosuhde on sopiva pinta-asennukselle. Kuvio 40 on tällä tavalla muodostetun LC-elementin poikkileikkauskuva. Kuvio vastaa poikkileikkauskuvaa 15 katsottuna pitkin viivaa C—C kuviossa 31, joka on puolijohdesubstraatin kaaviokuva ennen käsittelyä.
Synteettistä hartsia tai muuta eristävää ainetta voidaan käyttää elementin pinnan suojaavana kalvona ja laservaloa voidaan käyttää reikien tekemiseen suojaavaan »t t · 20 kalvoon.
f I
• · : Kuvio 33 on selittävä piirustus LC-elementin 100 ja muiden edellä kuvattujen sovellutusmuotojen elementtien muodostamisesta LSI-laitteen tai muun laitteen ’·' osina. Kuten kuviossa on näytetty, on edellä mainitut LC-elementit sijoitettu 25 signaali- tai virtalähdejohtoihin 48 puolijohdesirulla 46. Erityisesti, koska LC-elementti 100 ja muiden edellä olevien sovellutusmuotojen elementit voidaan valmistaa samanaikaisesti puolijohdesirun 46 muiden piirien valmistusprosessien * t ’. ': kanssa, sellainen työ kuten LC-elementtien ja muiden piirien välinen langoitus on ‘ ' tarpeetonta seuraavassa käsittelyssä.
30 113910 38
Kuviossa 33 ja tuonnempana mainitussa kuviossa 34, vaikka ensimmäisen sovel-lutusmuodon LC-elementti 100 on näytetty esimerkkinä piiriin sijoittamisesta, voidaan soveltaa samaa periaatetta vaihtamalla tämä edellä mainittujen sovellu-tusmuotojen LC-elementteihin, sellaiseen kuin LC-elementti 300.
5
Kuviot 34A—34E näyttävät esimerkkejä puskurin kytkemisestä edellisten sovellu-tusmuotojen ulostulopuolelle, sellaisen kuten LC-elementti 100. Kuvio 34A näyttää MOSFET.istä ja vastuksesta muodostuvan lähdeseuraajan 50 käyttämistä puskurina. Koska MOSFET.in rakenne eroaa vain vähän edellä mainittujen sovel-10 lutusmuotojen LC-elementti en rakenteesta, voidaan muodostaa yleis-LC-elementti, johon sisältyy emitteriseuraajapiiri 50, integroidulla tavalla samalle puolijohdesubstraatille.
Kuvio 34B näyttää emitteriseuraajapiirin, joka muodostuu kahdesta Darlington-15 kytkennässä olevasta bipolaaritransistorista ja vastuksesta, käyttämistä puskurina.
Koska bipolaaritransistorin rakenne on sama kuin edellä olevien sovellutus-muotojen LC-elementtien rakenne, voidaan muodostaa yleis-LC-elementti, johon sisältyy emitteriseuraajapiiri 52, integroidulla tavalla samalle puolijohdesubstraa-: tille. Myös maadoittamalla lähempänä ulostuloa olevan transistorin kanta vas- ; ; 20 tuksen kautta, voidaan transistorin toimintapistettä lisästabiloida.
i : : Kuvio 34C näyttää esimerkin estosuuntaisella esijännitteellä käytetystä p-kanava •: * MOSFET:istä muodostuvasta piiristä puskurina.
* * ♦ 1 · · 25 Kuvio 34D näyttää esimerkin kahdesta MOSFET:istä ja vastuksista muodostuvan ,,!: ’ vahvistinpiirin 54 käyttämisestä puskurina. Koska MOSFET:in rakenne eroaa vain :... ’ vähän edellä mainittujen sovellutusmuotojen LC-elementtien rakenteesta, voidaan : ‘ : muodostaa yleis-LC-elementti, joka sisältää vahvistinpiirin 54, integroidulla v,: tavalla samalle puolijohdesubstraatille. Tämän kytkennän jännitevahvistuskerroin . ; 30 on 1 + (R2/R1) ja asettamalla R2 = 0, piiri on ekvivalenttinen lähdeseuraajan ; kanssa.
113910 39
Kuvio 34E näyttää esimerkin kahdesta bipolaaritransistorista ja vastuksista muodostuvan vahvistinpiirin 55 käyttämisestä puskurina. Koska bipolaaritransistorin rakenne on sama kuin edellä olevien sovellutusmuotojen LC-elementtien rakenne, 5 voidaan muodostaa yleis-LC-elementti, joka sisältää vahvistinpiirin 55, integroidulla tavalla samalle puolijohdesubstraatille. Tämän kytkennän jännitevah-vistuskerroin on 1 + (R2/R1) ja asettamalla R2 = 0, piiri on ekvivalenttinen emit-teriseuraajan kanssa.
10 Tapauksissa, joissa kuvioissa 34A—34E näytetty LC-elementti 100 korvataan esimerkiksi viidennen tai kuudennen sovellutusmuodon LC-elementillä 500,600, koska sekä ensimmäistä että toista elektrodia 10 ja 12 käytetään signaalin siirto-johtona, kytketään edellä mainittu puskuripiiri 50, 52, 53, 54 tai 55 myös toisen elektrodin 12 ulostulopuolelle.
15 Tällä tavalla, järjestämällä puskuri ulostulopuolelle, voidaan signaalista ei ainoastaan poistaa suhteellisen laajaa taajuuskaistaa edellä mainittujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä, vaan myös palauttaa ensimmäisen elektrodin 10 ym. vaimen-
) > ϊ I
tämän signaalin taso. Täten voidaan saavuttaa erinomaisen SN-suhteen omaava *;*'·* 20 ulostulosignaali, ja sellaiset toiminnot, kuten impedanssin sovittaminen seuraaviin ’" ’ piirin asteisiin, tehdään mahdollisiksi.
• · * » » » • t · · *!" Samaten kytkemällä ulostulopuolelle tasomuunnin, voidaan ensimmäisen elektro din 10 ym. vaimentama signaalitaso vahvistaa samalla, kun voidaan suorittaa <. t 25 muuntaminen ennalta määrätylle tasolle tai tason korjaus.
,* , Samalla tavalla kuin edellä mainitut puskurit, voidaan nämä tasomuunnospiirit !..' muodostaa integroidulla tavalla edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC- ‘ i ’ elementtien kanssa samalle puolijohdesubstraatille.
:.i;: 30 113910 40
Samalla tavalla kuin viidennen tai kuudennen sovellutusmuodon LC-elementin 500, 600 tapauksessa, tasomuunnospiiri on myös kytketty toisen elektrodin 12 ulostulopuolelle kuten edellä mainittujen puskurien tapauksessa.
5 Lisäksi, tätä keksintöä ei ole rajoitettu edellä mainittuihin sovellutusmuotoihin, vaan lukuisat muunnokset ovat mahdollisia tämän keksinnön puitteiden alueella.
Esimerkiksi, edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa, ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 oli muodostettu liittämällä suoraan pn-liitoskerrokseen 26.
10 Kuitenkin, SiC>2:sta tai muusta materiaalista muodostuva eristekerros 62 voidaan sijoittaa pn-liitoskerroksen 26 ja vähintään toisen ensimmäisestä ja toisesta elektrodista 10 ja 12 väliin.
Kuviot 35A, 35B ja 35C ovat piirustuksia, jotka näyttävät esimerkkejä poikkileik-15 kausrakenteesta, jossa eristekerros 62 on muodostettu pn-liitoskerroksen 26 ja vähintään toisen ensimmäisestä ja toisesta elektrodista 10 ja 12 väliin.
Kuvion 35A tapauksessa, eristekerros 62 on muodostettu sekä elektrodin 10 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin että elektrodin 12 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin. Tässä 20 tapauksessa, estosuuntainen esijännite syötetään suoraan pn-liitoskerrokseen 26 samalla, kun signaali voidaan syöttää suoraan tulo-/lähtöelektrodiin 14, joka on • · : järjestetty ensimmäisen elektrodin 10 toiseen päähän. Tämän tuloksena, konden- saattoritoiminto synnytetään eristekerroksen 62 kautta ensimmäisen elektrodin 10 ♦ » f ' * * ' ja n -alueen 22 tai toisen elektrodin 12 ja p -alueen 20 välille ja kondensaattori 30 25 DC-komponentin poistamiseksi, kuten on näytetty edellä mainituissa kuviossa 3B •;;; ja muissa, on tarpeeton.
• I
* * : Kuvion 35B tapauksessa, eristekerros 62 on muodostettu vain elektrodin 12 ja pn- ' ·;«‘ liitoskerroksen 26 väliin, ja kuvion 35C tapauksessa eristekerros 62 on muodostet- : 30 tu elektrodin 12 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin. Molemmissa tapauksissa, es- ; .: tosuuntainen esijännite syötetään suoraan pn-liitoskerrokseen 26 samalla, kun 113910 41 signaali voidaan syöttää suoraan tulo-/lähtöelektrodiin 14, joka on jäljestetty ensimmäisen elektrodin 10 toiseen päähän kuten kuvion 35A tapauksessa.
Kuviot 36A, 36B ja 36C ovat piirustuksia, jotka näyttävät esimerkkejä poikkileik-5 kausrakenteesta, jossa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on muodostettu oleellisesti vastakkain ja eristekerros 62 on muodostettu pn-liitoskerroksen 26 ja ainakin toisen näistä kahdesta elektrodista 10 ja 12 väliin. Kuvion 36A tapauksessa eristekerros 62 on muodostettu sekä elektrodin 10 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin että elektrodin 12 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin. Tässä tapauksessa syötetään 10 estosuuntainen esijännite suoraan pn-liitoskerrokseen 26 samalla, kun signaali voidaan syöttää suoraan tulo-/lähtöelektrodiin 14, joka on jäljestetty ensimmäisen elektrodin 10 toiseen päähän. Kuvio 36B näyttää tapauksen, jossa eristekerros 62 on muodostettu vain toisen elektrodin 12 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin, kun taas kuvio 36C näyttää päinvastaisen tapauksen, jossa eristekerros 62 on muodostettu 15 vain ensimmäisen elektrodin 10 ja pn-liitoskerroksen 26 väliin.
Samaten, vaikka edellä kuvatut sovellutusmuodot liittyivät LC-elementtityyppei-hin, joissa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12, jotka toimivat keloina, sijait-’: “ ·' sevat täysin vastakkain, voidaan nämä keloina toimivat elektrodit 10 ja 12 siirtää 20 hieman oleellisesti vastakkaisesta asemasta niin kauan, kuin ensimmäinen ja toi-·...· nen elektrodi 10 ja 12 voivat muodostaa kondensaattorielektroditoiminnot pn- : liitoskerrokselle26.
'·* Samaten, vaikka edellä mainituissa sovellutusmuodoissa ensimmäinen ja toinen 25 elektrodi muodostetaan alumiinin tai muun metallin höyrypäällystyksellä lopulli-*;;; sessa käsittelyssä, johtaen ulostyöntyvään poikkileikkausrakenteeseen, kuten on *” osoitettu kuviossa 2. Kuitenkin muodostamalla ennalta määrätyn muotoinen ura '. ’: syövyttämällä tai muulla keinolla pn-liitoskerroksen 26 osaan, voidaan elektrodit ’···' 10 ja 12 upottaa pn-liitoskerrokseen 26, kuten on näytetty kuvioissa 37 tai 38.
•, ·,: 30 Tällä tavalla voidaan muodostaa olennaisesti tasainen LC-elementti ilman epäta- ,..' saista pintaa.
113910 42
Samaten edellä mainituissa sovellutusmuodoissa LC-elementti oli muodostettu käyttämällä pnp-rakennetta sisältäen P-Si-rakenteen 24. Kuitenkin npn-rakennetta voidaan käyttää samalla tavalla. Kuvio 39 on osittainen poikkileikkauskuva LC-5 elementistä, jolla on npn-rakenne. Tämän tyyppisen rakenteen tapauksessa pitää npn-liitoskerrokseen syötetyn estosuuntaisen esijännitteen napaisuus muuttaa vastakkaiseksi. Kuvio 40 näyttää piiriesimerkin, kun syötetään käännetty es-tosuuntainen esijännite ja se vastaa kuviota 3C.
10 Samaten sovellutukset, joissa ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 on sijoitettu oleellisesti vastakkaisiin paikkoihin sijoittamalla pn-liitoskerroksen 26 väliin (sellainen kuin kuviossa 5 näytetty LC-elementti 100) liittyivät esimerkkeihin, kun kokonais-pn-substraattia 24 käytetään pn-liitoskerroksena 26, joka muodostuu n-alueesta 22 ja p-alueesta 20. Kuitenkin, kuten kuviossa 41 on näytetty, n-alue 22 15 (tai p-alue 20) voidaan muodostaa myös pitkin ensimmäistä elektrodia 10 ym.
Tässä tapauksessa, koska tyhjennyskerros on muodostettu n-alueen 22 ja p-alueen 20 väliseen rajakohtaan (pn-liitokseen) muodostamaan spiraalin tai muun muotoinen kondensaattori, voidaan spiraalin tai muun muotoinen kondensaattori muo-• dostaa luotettavammin verrattuna esimerkiksi kuviossa 6 näytettyyn rakenteeseen.
20 i I * ' · · ·' Samaten, kun itse asiassa käytetään kokonais-p-Si-substraattia 24 pn-liitoskerrok- # · · ··· · sena, joka muodostuu n-alueesta 22 ja p-alueesta 20, pitää p-Si-substraatin pak- •;;; suudesta tehdä kiekkoa ohuempi. Samaten huomioiden näkökohdan, että n-tyypin kiekkoja on yleensä helpompi valmistaa, voidaan käyttää myös sellaista ra-. 25 kennetta, kuin on näytetty kuvioissa 42A—42D.
t I
Toisin sanoen, kuten kuviossa 42A on näytetty, p-alue 20 on muodostettu sellai-/ sella tavalla kuten epitaksiaalikasvatuksella n-Si-substraatin 64 pinnalle. Sen I i jälkeen, kun tämän päälle on muodostettu ensimmäinen elektrodi 10, suoritetaan ' 30 syövytys n-Si-substraatin 64 takapinnalle ja toinen elektrodi 12 muodostetaan • ' tähän syövytettyyn osaan.
43 1 13910
Kuvion 42B esimerkissä p+-alue 66 ja n+-alue 68 muodostetaan peräkkäin n-Si-substraatin 64 pinnalle. Sen jälkeen, kun ensimmäinen elektrodi 10 on muodostettu näiden päälle, suoritetaan syövytys n-Si-substraatin 64 takapinnalle ja toinen 5 elektrodi 12 muodostetaan tähän syövytettyyn osaan.
Kuviot 42C ja 42D näyttävät esimerkkejä, joissa p+-alue 66 muodostetaan oleellisesti pitkin ensimmäistä elektrodia 10 n-Si-substraatin 64 osaan, sitten tähän osaan muodostetaan lisäksi n+-alue 68 pitkin ensimmäistä elektrodia 10. Syövytys 10 suoritetaan n-Si-substraatin 64 takapinnalle osaan, joka vastaa toista elektrodia 12, sitten toinen elektrodi 12 muodostetaan tähän syövytettyyn osaan. Vastakkaisella puolella, ensimmäinen elektrodi 10 muodostetaan n+-alueen 68 yläpuolelle. Kuviossa 42D näytetyn rakenteen tapauksessa kolme kerrosta, joilla on pnp- tai npn-rakenne, on aina kelaelektrodien 10 ja 12 yhden osan ja kelaelektrodien 10 ja 15 12 viereisen osan välissä, mikä johtaa erinomaiseen eristykseen verrattuna kuvion 42C tapaukseen.
Edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa normaalia p-tyyppiä tai n-tyyppiä suurem-i pi varaustiheys ilmaistiin p+:lla tai n+:lla mutta, jos pn-liitos pystyy toimimaan '· 4 20 kondensaattorina, jolla on jakautuneen vakion tyyppinen kapasitanssi, normaalit p- tai n-alueet ovat hyväksyttäviä.
• · • · ·
« · I
• I I ·
I I I
Samaten, vaikka edellä kuvatut spiraalinmuotoisia elektrodeja käyttävät sovellu- i i » ‘ tukset liittyivät oleellisesti pyöreisiin spiraalin muotoihin ensimmäiselle ja toiselle 25 elektrodille 10 ja 12, ja pn-liitoskerrokselle 26, jos yleismuoto on spiraali, voidaan •;;; käyttää neliömäistä tai muun muotoista spiraalin muotoa.
• ·
Samaten koskien edellä olevia sovellutusmuotoja, mainittiin kyky muodostaa LC- I * '···“ elementti 100 ym. LSI-laitteen tai muun laitteen osana, mutta muodostaminen 30 LSI-laitteen tai muun laitteen osana ei ole olennainen. LC-elementin 100 puoli-.johdesubstraatille muodostamisen jälkeen, liitosnapojen järjestämisen jälkeen 113910 44 tulo-/lähtöelektrodeille 14 ja 16, ja maaelektrodille 18, tai liitosnapojen kuvioissa 31 ja 32 näytetyn kaltaisella kemiallisella nestefaasikerrostuksella järjestämisen jälkeen, muodostaminen diskreettinä elementtinä on myös hyväksyttävää. Tässä tapauksessa, muodostamalla samanaikaisesti joukko LC-elementtejä samalle 5 puolijohdesubstraatille, sitten leikkaamalla puolijohdesubstraatti ja järjestämällä liitosnavat LC-elementeille, helppo massatuotanto on mahdollista.
Edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa, tulo-/lähtöelektrodit 14jal6,ja maaelekt-rodi 18 järjestettiin aivan ensimmäisen ja toisen elektrodin 10 ja 12 päihin. Kui-10 tenkaan ei ole oleellista, että nämä järjestetään aivan päihin ja niiden liitospaikko-ja voidaan siirtää vaatimusten mukaan.
Samaten edellä kuvattujen ensimmäisen ja muiden spiraalinmuotoisia elektrodeja käyttävien LC-elementtien tapauksessa ulompana sijaitseva toinen elektrodi 12 on 15 maadoitettu tai liitetty kiinteään potentiaaliin. Kuitenkin ensimmäinen ja toinen spiraalinmuotoinen elektrodi 10 ja 12 voidaan sijoittaa myös vastakkain. Myös, vaikka maaelektrodi 18 oli jäljestetty toisen spiraalinmuotoisen elektrodin 12 ulkokehän puolella olevaan toiseen päähän, voidaan maaelektrodi 18 järjestää t ' · myös sisäkehän puolella olevaan toiseen päähän.
20
Samaten edellä olevien meanderinmuotoisia elektrodeja käyttävien sovellu- • » • * * ··· ' tusesimerkkien tapauksessa, vaikka ensimmäinen ja toinen tulo-/lähtöelektrodi 14 ja 16 sijoitettiin erillisiin paikkoihin lähelle ensimmäisen elektrodin 10 päitä, voidaan ensimmäisen elektrodin 10 muotoa muuntaa sallimaan ensimmäisen ja 25 toisen tulo-/lähtöelektrodin 14 ja 16 sijoittamisen lähekkäin.
• » '!* Esimerkiksi, kuten on näytetty kuviossa 43, tarkoituksessa sallia kahden tulo- /lähtöelektrodin 14 ja 16 sijoittaminen vierekkäin, toinen kuviossa 1 näytetyn LC-’ ·; · ‘ elementin 100 ensimmäisen tai toisen elektrodin 10 ja 12 päistä on jatkettu saavut- : 30 tamaan tulo-/lähtöelektrodi 16. Vaihtoehtoisesti, kuten on näytetty kuviossa 44, kuviossa 1 näytetyn LC-elementin 100 ensimmäinen ja toinen elektrodi 10 ja 12 113910 45 on taitettu takaisin samalla, kun ylläpidetään meanderin muoto sallimaan kahden tulo-/lähtöelektrodin 14 ja 16 sijoittaminen vierekkäin.
Tällä tavalla, muuntamalla ensimmäisen elektrodin 10 muotoa (tai sekä ensimmäi-5 sen että toisen elektrodin 10 ja 12 muotoa), voidaan kaksi tulo-/lähtöelektrodia 14 ja 16 sijoittaa lähekkäin ja maaelektrodi 18 voidaan muodostaa lähes samaan paikkaan kuin nämä tulo-/lähtöelektrodit 14 ja 16. Niin muodoin jäljestettyjen liitos-napojen langoitus on helppoa, samalla kuin valmistusprosessia voidaan yksinkertaistaa.
10
Samaten edellä kuvatun LC-elementin 100 ja muiden edellä olevien sovellutus-muotojen tapauksessa muuttamalla estosuuntaista esijännitettä, muutetaan myös jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin kapasitanssia ja tämän tuloksena voidaan LC-elementin taajuusvastetta voidaan säätää muuttuvasti. Niin muodoin, 15 käyttämällä LC-elementtiä 100 ja muita piirien osina, voidaan taajuudeltaan säädettävää tyyppiä oleva viritin, modulaattori, oskillaattori, suodatin tai muita piirejä konstruoida helposti.
Samaten, vaikka pn-liitoskerroksen 26 muodostaminen p-Si-substraatille kuvattiin 20 edellä olevissa LC-elementin 100 ja muiden sovellutusmuodoissa, voidaan myös ' · · · ‘ käyttää germaniumia tai muun tyyppistä puolijohdetta tai ei-kidemuotoista materi- * · · ' · _ ’ aalia kuten amorfista piitä.
• * · » » > « i * < I I * » * » » ·
Claims (10)
1. LC-elementti, joka käsittää: puolijohdesubstraatin (24), 5 kaksi kelaelektrodia (10, 12), joilla on vastaavasti ennalta määrätyt induktanssit, ja jotka on sijoitettu mainitun substraatin pinnalle joko olennaisesti yhdensuuntaisesti, tai sijoitettu mainitun substraatin vastakkaisille pinnoille siten, että ne ovat toisiinsa nähden vastakkain, molempien kelaelektrodien (10, 12) ollessa muodostettu spiraalin, meanderin, käyrän viivan tai suoran viivan muotoon, 10 pn-liitoskerroksen, jota käytetään estosuuntaisessa esijännitetilassa, jotta se toimii kondensaattorina, joka on muodostettu mainitulle puolijohdesubstraatille (24) joko pitkin mainittua kahta olennaisesti yhdensuuntaista kelaelektrodia (10,12) tai kahden kelaelektrodin (10, 12) väliin asetettuna vastakkaisille substraattipinnoille ja käsittäen p-alueen (20) ja n-alueen (22), jotka on kytketty sähköisesti yli niiden 15 koko pituuden mainitun kahden kelaelektrodin (10, 12) kumpaankin päähän vastaavasti, tunnettu siitä, että mainittujen kahden kelaelektrodin (10, 12) vastaavasti muodostamat kelat ja : mainitun pn-liitoskerroksen pitkin mainittua kahta kelaelektrodia (10, 12) ήπιοι ij: 20 dostama kondensaattori esiintyvät j akautuneina vakioina, j a vähintään toista mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) käytetään signaalin : siirtojohtona.
*.* * 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että se käsittää 25 lisäksi: • · · * ensimmäisen ja toisen tulo-/lähtöelektrodin (14, 16) järjestettynä vastaavasti yhden mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) yhden ja toisen pään lähei-syyteenja ‘ · · · * maaelektrodin (18) jäljestettynä toisen mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, : 30 12) yhden pään läheisyyteen siten, että 113910 47 signaali syötetään jompaan kumpaan mainituista ensimmäisestä ja toisesta tulo-/lähtöelektrodista (14, 16), ja otetaan ulos toisesta, ja mainittu maaelektrodi (18) on kytketty kiinteän potentiaalin teholähteeseen tai maahan. 5
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi: ensimmäisen ja toisen tulo-/lähtöelektrodin (14, 16) järjestettynä vastaavasti yhden mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) yhden ja toisen pään lähei-10 syyteenja kolmannen ja neljännen tulo-/lähtöelektrodin (36, 38) järjestettynä vastaavasti toisen mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) yhden ja toisen pään läheisyyteen, mainitun LC-elementin ollessa käytettynä yhteismuototyyppisenä elementtinä, 15 jolla on kaksi mainittua kelaelektrodia (10,12) signaalin siirtojohtoina.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että mainitut kaksi kelaelektrodia (10,12) ovat eri pituisia, ja mainittu pn-liitoskerros (26) on muodostettu vähintään lyhyemmän mainituista 20 kahdesta kelaelektrodista (10,12) koko pituuden yli. t I I " V
5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 4 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että t - ^ vain yhtä mainituista kelaelektrodeista (10,12) käytetään signaalin siirtojohtona, joko toinen mainituista kelaelektrodeista (10, 12) on jaettu joukkoon segmenttejä ,:. 25 tai sekä toinen mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) että toista mainituista kahdesta kelaelektrodista vastaava pn-liitoskerros (26) on jaettu joukkoon seg-.' . menttejä,ja t · *. ’ kukin jaettujen kelaelektrodisegmenttien joukosta on kytketty sähköisesti toisiin- ‘ I sa. 30 48 113910
6. Patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että mainitun pn-liitoskerroksen (26) kapasitanssi on muutettavissa muuttamalla mainittuun pn-liitoskerrokseen (26) syötettyä estosuuntaista esijännitettä.
7. Patenttivaatimuksen 1-6 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että puskuri (50, 52, 53, 54, 55) on kytketty mainitun signaalin siirtojohdon ulostulopuolelle.
8. Puolijohdelaite, tunnettu siitä, että siinä patenttivaatimuksen 1 — 7 mukainen LC-elementti on jäljestetty puolijohdesubstraatin osana yhdistettynä rakenteena 10 niin, että vähintään toinen mainituista kahdesta kelaelektrodista (10, 12) on sijoitettu mainitun laitteen signaalijohtoon tai teholähdejohtoon.
9. LC-elementin valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää: ensimmäisen vaiheen, jossa muodostetaan p-alue tai n-alue puolijohdesubstraat- 15 tiin, toisen vaiheen, jossa muodostetaan pn-liitoskerros muodostamalla invertoitu n-alue tai p-alue ensimmäisessä vaiheessa muodostetun p-alueen tai n-alueen osaan, joka sisältää p-alueen tai n-alueen pinnan, kolmannen vaiheen, jossa muodostetaan mainitun pn-liitoskerroksen pinnalle • ; ' 20 kaksi kelaelektrodia (10,12), joilla on vastaavasti ennalta määrätyt induktanssit, ja ··;’ jotka on sijoitettu mainitun substraatin pinnalle olennaisesti yhdensuuntaisesti, tai • · ’ ' sijoitettu mainitun substraatin vastakkaisille pinnoille siten, että ne ovat toisiinsa ";; nähden vastakkain, molempien kelaelektrodien (10,12) ollessa sähköisesti kytket tynä niiden koko pituuden yli p-alueeseen ja n-alueeseen vastaavasti, ja molempi-25 en kelaelektrodien (10, 12) ollessa muodostettu spiraalin, meanderin, käyrän , · · # viivan tai suoran viivan muotoon, / m neljännen vaiheen, jossa muodostetaan mainittuun kahteen kelaelektrodiin (10, !,,' 12) vastaavasti liitetyt langoituskerrokset. : 30 113910 49
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätteet (14, 16, 36, 38) on muodostettu siten, että muodostetaan eristekerros koko mainitun puolijohdesubstraatin pinnalle, avataan reiät mainitun eristekerroksen osiin syövyttämällä tai laservaloemissiolla, 5 ja sitten suljetaan mainitut reiät tuomalla niihin juotostinaa määrä, joka työntyy hieman pinnan yläpuolelle. » » · » » I ► · 113910 50
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29611693 | 1993-11-01 | ||
| JP29611693A JP3373267B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Ｌｃ素子及び半導体装置 |
| JP31730793 | 1993-11-24 | ||
| JP31730793A JPH07147383A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Ｌｃ素子，半導体装置及びｌｃ素子の製造方法 |
| JP34642993A JP3290276B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Ｌｃ素子，半導体装置及びｌｃ素子の製造方法 |
| JP34642993 | 1993-12-22 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI945061A0 FI945061A0 (fi) | 1994-10-27 |
| FI945061A FI945061A (fi) | 1995-05-02 |
| FI113910B true FI113910B (fi) | 2004-06-30 |
Family
ID=27338032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI945061A FI113910B (fi) | 1993-11-01 | 1994-10-27 | LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5557138A (fi) |
| EP (1) | EP0653837B1 (fi) |
| KR (1) | KR100320001B1 (fi) |
| CN (1) | CN1084549C (fi) |
| DE (1) | DE69423568T2 (fi) |
| FI (1) | FI113910B (fi) |
| TW (1) | TW275152B (fi) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW267260B (fi) * | 1993-12-29 | 1996-01-01 | Tif Kk | |
| US5936299A (en) * | 1997-03-13 | 1999-08-10 | International Business Machines Corporation | Substrate contact for integrated spiral inductors |
| US6005281A (en) * | 1997-05-07 | 1999-12-21 | Advanced Micro Devices, Inc. | Apparatus for the non-contact manipulation of a semiconductor die |
| JP4080582B2 (ja) * | 1997-12-22 | 2008-04-23 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路装置 |
| US5952893A (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-14 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit inductors for use with electronic oscillators |
| US6885275B1 (en) * | 1998-11-12 | 2005-04-26 | Broadcom Corporation | Multi-track integrated spiral inductor |
| GB2353139B (en) * | 1999-08-12 | 2001-08-29 | United Microelectronics Corp | Inductor and method of manufacturing the same |
| JP4256575B2 (ja) * | 2000-08-15 | 2009-04-22 | パナソニック株式会社 | バイアホールを備えた高周波受動回路および高周波増幅器 |
| US7037820B2 (en) * | 2004-01-30 | 2006-05-02 | Agere Systems Inc. | Cross-fill pattern for metal fill levels, power supply filtering, and analog circuit shielding |
| US7425485B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-09-16 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for forming microelectronic assembly |
| US7724484B2 (en) * | 2006-12-29 | 2010-05-25 | Cobham Defense Electronic Systems Corporation | Ultra broadband 10-W CW integrated limiter |
| WO2008134889A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Scanimetrics Inc. | Ultra high speed signal transmission/reception |
| CN101707478B (zh) * | 2009-11-24 | 2012-05-16 | 南京航空航天大学 | 一种滤波电容器寄生电感的消除装置 |
| US9793039B1 (en) * | 2011-05-04 | 2017-10-17 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Carbon nanotube-based integrated power inductor for on-chip switching power converters |
| US9590514B1 (en) | 2013-03-15 | 2017-03-07 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama | Carbon nanotube-based integrated power converters |
| CN103825074B (zh) * | 2014-01-24 | 2015-12-23 | 浙江纺织服装职业技术学院 | 一种频率和带宽可调的射频滤波器 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3022472A (en) * | 1958-01-22 | 1962-02-20 | Bell Telephone Labor Inc | Variable equalizer employing semiconductive element |
| US3778643A (en) * | 1972-05-18 | 1973-12-11 | Gen Motors Corp | A solid state variable delay line using reversed biased pn junctions |
| JPS629661A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Nec Corp | モノリシック集積回路装置 |
| JPS62244160A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPS6348855A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | モノリシツク化マイクロ波集積回路 |
| JPS63140560A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体モノリシツクバイアス給電回路 |
| JPS63276264A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | モノリシツク化マイクロ波集積回路 |
| JPH01223758A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | モノリシックマイクロ波集積回路 |
| US5111169A (en) * | 1989-03-23 | 1992-05-05 | Takeshi Ikeda | Lc noise filter |
| JPH0377360A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP3280019B2 (ja) * | 1989-10-26 | 2002-04-30 | 新潟精密株式会社 | Ｌｃノイズフィルタ |
| US5326986A (en) * | 1991-03-05 | 1994-07-05 | University Of Houston - University Park | Parallel N-junction superconducting interferometer with enhanced flux-to-voltage transfer function |
| US5258626A (en) * | 1992-06-22 | 1993-11-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Superconducting optically reconfigurable electrical device |
-
1994
- 1994-08-09 TW TW083107265A patent/TW275152B/zh active
- 1994-10-26 US US08/329,520 patent/US5557138A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-27 FI FI945061A patent/FI113910B/fi not_active IP Right Cessation
- 1994-10-31 DE DE69423568T patent/DE69423568T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-31 KR KR1019940028119A patent/KR100320001B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-10-31 EP EP94117177A patent/EP0653837B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-01 CN CN94113747A patent/CN1084549C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5557138A (en) | 1996-09-17 |
| DE69423568D1 (de) | 2000-04-27 |
| TW275152B (fi) | 1996-05-01 |
| CN1084549C (zh) | 2002-05-08 |
| EP0653837A1 (en) | 1995-05-17 |
| DE69423568T2 (de) | 2000-11-16 |
| KR950015834A (ko) | 1995-06-17 |
| FI945061A (fi) | 1995-05-02 |
| EP0653837B1 (en) | 2000-03-22 |
| CN1106592A (zh) | 1995-08-09 |
| KR100320001B1 (ko) | 2002-04-22 |
| FI945061A0 (fi) | 1994-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI113910B (fi) | LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä | |
| US5492856A (en) | Method of forming a semiconductor device having a LC element | |
| CN1404138A (zh) | 集成射频电路 | |
| FI116008B (fi) | LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä | |
| FI114054B (fi) | LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin | |
| US5049764A (en) | Active bypass for inhibiting high-frequency supply voltage variations in integrated circuits | |
| JPH07142258A (ja) | インダクタンス可変素子 | |
| US20050269596A1 (en) | Bipolar transistor, oscillation circuit, and voltage controlled oscillator | |
| KR100359978B1 (ko) | 무선주파수전력트랜지스터를위한에미터안정바이패스 | |
| JP3563113B2 (ja) | インダクタンス可変素子 | |
| US7508279B2 (en) | Resonance circuit with variable diodes | |
| US20050121746A1 (en) | High performance diode implanted voltage controlled p-type diffusion resistor | |
| JP3512472B2 (ja) | 正弦波発振回路 | |
| US6355972B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
| US7071811B2 (en) | High performance voltage control diffusion resistor | |
| JP3450408B2 (ja) | Ｌｃ複合素子 | |
| JP3482008B2 (ja) | インダクタ素子および半導体装置 | |
| JP3290276B2 (ja) | Ｌｃ素子，半導体装置及びｌｃ素子の製造方法 | |
| CN114762108A (zh) | 一种集成电路 | |
| JP2006041232A (ja) | 高周波回路 | |
| JPH0897373A (ja) | Ｌｃ素子，半導体装置及びｌｃ素子の製造方法 | |
| US20040089885A1 (en) | Layout techniques for the creation of dense radiation tolerant MOSFETs with small width-length ratios | |
| JPH07130962A (ja) | Ｌｃ素子，半導体装置及びｌｃ素子の製造方法 | |
| JPH088406A (ja) | 複合素子 | |
| JP2002134624A (ja) | 集積された誘導性回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: NIIGATA SEIMITSU CO., LTD. Free format text: NIIGATA SEIMITSU CO., LTD. |
|
| MA | Patent expired |