FI114054B - LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin - Google Patents

LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin Download PDF

Info

Publication number
FI114054B
FI114054B FI943504A FI943504A FI114054B FI 114054 B FI114054 B FI 114054B FI 943504 A FI943504 A FI 943504A FI 943504 A FI943504 A FI 943504A FI 114054 B FI114054 B FI 114054B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gate electrode
channel
electrode
spiral
gate
Prior art date
Application number
FI943504A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI943504A (fi
FI943504A0 (fi
Inventor
Takeshi Ikeda
Tsutomu Nakanishi
Akira Okamoto
Original Assignee
Niigata Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP34147693A external-priority patent/JP3597879B2/ja
Priority claimed from JP13363994A external-priority patent/JP3474636B2/ja
Application filed by Niigata Seimitsu Co Ltd filed Critical Niigata Seimitsu Co Ltd
Publication of FI943504A0 publication Critical patent/FI943504A0/fi
Publication of FI943504A publication Critical patent/FI943504A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI114054B publication Critical patent/FI114054B/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/08Devices 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1841Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0123Frequency selective two-port networks comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0064Constructional details comprising semiconductor material
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0071Constructional details comprising zig-zag inductor
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0078Constructional details comprising spiral inductor on a substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Description

114054 LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin LC-element, förfarande för att använda LC-elementet och krets, som omfattar LC-elementet 5
Esillä oleva keksintö liittyy LC-elementtiin, joka pystyy vaimentamaan ennalta määrätyn taajuuskaistan ja jota käytettään joko puolijohde- tai muun laitteen osana, 10 tai diskreettinä elementtinä, ja menetelmään sellaisen puolijohdelaitteen ja LC-elementin valmistamiseksi.
Elektroniikkateknologian nopea kehitys viime vuosina on saanut aikaan elektronisten piirien käytön kasvun laajalla käyttöalojen alueella. Siksi on pyritty saavutta-15 maan näiden elektronisten piirien stabiili toiminta ilman että ulkoiset olosuhteet vaikuttavat siihen.
. Kuitenkin tämän tyyppiset elektroniset piirit ovat suoraan tai välillisesti alttiina !;ulkoiselle kohinan hyökkäykselle. Niin muodoin esiintyy ongelma, jolla aiheutetaan i · t · ."! 20 toimintavirhe näitä elektronisia piirejä käyttävissä tuotteissa useissa tapauksissa.
* « · i t · · » · · • · · .Erityisesti on olemassa monia tapauksia hakkurisäätäjien käytöstä elektronisten piirien DC-virtalähteinä. Tuloksena sellaisten toimintojen kuten kytkemisen tuotta- ♦ mistä transienttivirroista, ja käytettyjen digitaalisten IC-piirien kytkentätoiminnoista • ·. 25 aiheutuvista kuormitusvaihteluista, syntyy hakkurisäätäjän virtalähdejohdossa usein kohinaa, jolla on monia taajuuskomponentteja. Tämä kohina siirtyy virtalähteen .·’ : johdon kautta tai säteilemällä saman tuotteen muihin piireihin, synnyttäen vaikutuk- . * · ·, siä kuten toimintavirhe ja huonontunut signaalikohinasuhde, ja joissain tapauksissa aiheuttaen toimintavirheen muissa lähellä olevissa elektronisissa tuotteissa.
s > · 30 * * »aa ... .
Nykyään käytetään erityyppisiä kohinasuotimia elektronisten piirien suhteen tarkoi- 2 114054 tuksena poistaa tämän tyyppinen kohina. Erityisesti, koska erittäin suuri määrä monen tyyppisiä elektronisia tuotteita on tullut käyttöön viime vuosina, rajoitukset koskien kohinaa ovat kasvaneet yhä ankarimmiksi, ja vaaditaan LC-elementin kehittämistä, jolla on toimintoja kompaktina korkealaatuisena kohinasuotimena pystyen 5 luotettavasti poistamaan sellaisen kohinan.
Yksi esimerkki tämäntyyppisestä LC-elementistä on kohinasuodin, joka on julkistettu japanilaisessa patenttihakemuksessa, kuulutettu numerolla 3-259608. Tämän LC-elementin tapauksessa, L- ja C-komponentit ovat jakautuneita vakioita, ja verrattuna 10 keskittyneen vakion tyyppiseen LC-suodattimeen, saavutetaan suotuisa vaimennus-vaste suhteellisen suurella taajuuskaistalla.
Tämä LC-suodin muodostuu kuitenkin kondensaattorityyppisestä johtimesta, joka on muodostettu eristelevyn toiselle pinnalle ja kelatyyppisestä johtimesta joka on 15 muodostettu toiselle pinnalle. Suotimen valmistamiseen sisältyy tämän eristelevyn kokoon taittaminen, mikä kuuluu valmistuksen monimutkaisuutta lisääviin prosesseihin.
• *: Vaaditaan myös johdottamista, kun tämä LC-suodin asetetaan suoraan IC-piirin tai • *; ’ 20 LSI-piirin virtalähde- tai signalijohtoon, tehden täten tarpeelliseksi komponenttien ;; ’,' asentamisesta johtuvan ajan ja työn.
‘! Lisäksi, koska tämä LC-suodin on muodostettu erillisistä komponenteista, sisällyttä- * * · minen IC- tai LSI-piiriin, eli sijoittaminen IC-, LSI- tai muun laitteen sisäiseen 25 johdotukseen on lähes tulkoon mahdotonta.
. · , Esillä oleva keksintö ottaa huomioon edellä mainitut yksityiskohdat ja sen kohteena !..' on tehdä mahdolliseksi yksinkertaistettu valmistaminen käyttämällä hyväksi puoli- ’ · ’ johteiden valmistustekniikkaa, eliminoida osien asennustoimenpiteet, puolijohdelait- *;;;' 30 teen ja LC-elementin valmistusmenetelmän salliessa LC-elementin muodostamisen • · * * osaksi IC- tai LSI-laitetta.
3 114054
Edellä mainitut tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tai 5 mukaisella LC-elementillä, patenttivaatimuksen 3, 4 tai 7 mukaisella menetelmällä ja patenttivaatimuksen 8, 11 tai 12 mukaisella piirillä, joille on tunnusomaista se, mitä itsenäisten 5 patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa esitetään.
Hilaelektrodi ja kanava toimivat keloina, samalla kun hilaelektrodin induktanssin ja kanavan induktanssin välillä esiintyy jakautuneen vakion tyyppinen kapasitanssi, ja vähintäin kanavaa käytetään signaalisiirtojohtona.
10
Konstruoitaessa esillä olevan keksinnön mukaista LC-elementtiä, eristekerros on muodostettu puolijohdesubstraatille ja hilaelektrodi, jolla on ennalta määrätty muoto on muodostettu tämän päälle. Täten on muodostettu MOS-rakenne, johon kuuluu hilaelektrodi, eristekerros ja puolijohdesubstraatti. Esimerkkejä tämän keksinnön 15 mukaisista hilaelektrodin muodoista ovat spiraali, meanderi, kaareva viiva ja suurtaajuisen käytön tapauksessa suora viiva ja muut.
Hilaelektrodi ja tämän mukaisesti muodostunut kanava toimivat keloina. Samaten -: eristekerros on pantu hilaelektrodin ja kanavan väliin, muodostaen täten kondensaat- * i » 20 torin. Lisäksi tämä kondensaattori on muodostettu jakautuneen vakion tavalla yli ♦ ♦ •: : hilaelektrodin ja kanavan pituuden. Tästä syystä on muodostettu LC-elementti, joka • · · • omaa erinomaisen vaimennusvasteen laajalla taajuuskaistalla. Tulosignaalilla, joka » » « ’;;; on tuotu ensimmäiseen tai toiseen diffuusioalueeseen, joka on muodostettu kanavan * » t toiseen päähän, on taajuuskomponentteja vaimennuskaistalla poistettaviksi, kun se 25 siirretään jakautuneen vakion tyyppisessä kelassa ja kondensaattorissa.
4 114054 LSI-laitteen osana on myös mahdollista, ja kun muodostaminen tapahtuu tämän tyyppisen laitteen osana, voidaan osien kokoonpanotyö seuraavassa käsittelyssä eliminoida.
5 Keksinnön mukaisen LC-elementin tapauksessa, vastakohtana LC-elementille, joka käyttää kanavaa signaalisiirtojohtona edellä mainitun näkökohdan mukaisesti, hila-elektrodia käytetään signaalisiirtojohtona, ja koska signaalia ei lähetetä kanavan kautta, jompi kumpi diffuusioalueista voidaan jättää pois.
10 Niin muodoin sen lisäksi että kanava ja ennalta määrätyn muodon omaava hilaelekt-rodi toimivat keloina, jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori on muodostettu niiden välille, ja LC-elementillä on erinomaiset vaimennusominaisuudet laajalla taajuuskaistalla. Konstruoiminen on myös helppoa ja samalla tavalla kuin edellä mainitulla LC-elementillä, muodostaminen osana substraattia on mahdollista.
15
Kun tulosignaali on syötetty jompaan kumpaan ensimmäisestä ja toisesta tulo-/lähtö-elektrodista, saadaan signaaliulostulo toisesta elektrodista. Maaelektrodi on kytketty joko virtalähteen kiinteään potentiaaliin tai maahan.
• · · * 20 Keksinnön mukaisen LC-elementin tapauksessa, ensimmäinen ja toinen tulo-/lähtö- ; * >: elektrodi on kytketty ensimmäiseen ja toiseen diffuusioalueeseen lähellä yhdenmu- ‘ * kaisesti hilaelektrodin kanssa muodostetun kanavan ensimmäistä päätä ja toista ‘Li päätä, ja jäljestämällä maaelektrodi hilaelektrodin toisen pään lähelle, voidaan t * » muodostaa kolminapainen LC-elementti, jossa kanavaa käytetään signaa-25 lisiirtojohtona.
,* . Keksinnön toisen sovellusmuodon mukaisen LC-elementin tapauksessa, tulo-/läh- • · · töelektrodit ja maaelektrodi on vaihdettu keskenään. Siksi, yhdessä sen kanssa että • · *!' jäljestetään ensimmäinen ja toinen tulo-/lähtöelektrodi lähelle ennalta määrätyn 30 muodon omaavan hilaelektrodin ensimmäistä ja toista päätä, järjestetään kanavan ' * · ’ toisen pään lähelle muodostettuun diffuusioalueeseen liitetty maaelektrodi, voidaan 5 114054 rakentaa helposti kolminapainen LC-elementti, jossa ennalta määrätyn muodon omaavaa hilaelektrodia käytetään signaalisiirtojohtona.
Keksinnön sovellusmuodon mukaisen LC-elementin tapauksessa, sen lisäksi että 5 jäljestetään ensimmäinen ja toinen tulo-/lähtöelektrodi lähelle ennalta määrätyn muodon omaavan hilaelektrodin yhtä päätä ja toista päätä, jäljestämällä kolmas ja neljäs tulo-/lähtöelektrodi ensimmäiseen ja toiseen diffuusioalueeseen, jotka on muodostettu lähelle hilaelektrodia vastaavan kanavan ensimmäistä ja toista päätä, voidaan rakentaa helposti yhteismuototyyppinen nelinapainen LC-elementti.
10
Keksinnön eräälle sovellusmuodolle on tunnusomaista yhteen edellä mainitun LC-elementin diffuusioalueeseen kytketty puskuri vahvistamaan kanavan kautta kulkevan signaalin ulostuloa.
15 Kuten edellä mainitussa LC-elementissä, signaali kulkee kanavan kautta, jolla on suhteellisen suuri vastus verrattuna metallimateriaaleihin kuten alumiiniin, ja jännitteen taso vaimenee. Tämän puolijohdelaitteen tapauksessa, puskuri on tämän vuoksi kytketty vahvistamaan LC-elementin kautta kulkevan signaalin ulostuloa alkuperäisen signaalin palauttamiseksi erittäin hyvällä signaalikohinasuhteella.
20 ' Vielä yhdelle tämän keksinnön mukaiselle LC-elementille on tunnusomaista jäijes- * » · : ·’ tää muutettava hilaelektrodille syötettävä hilajännite, muuttaen täten hilaelektrodia •;; · vastaavan kanavan leveyttä ja syvyyttä, ja tämän tuloksena kanavan vastusta muute- * * taan. Siis muuttamalla hilajännitettä voidaan kokonaisvaimennusta, eli taajuusvas- 25 tetta muuttaa vaatimusten mukaan.
• · » *·" Näiden LC-elementtien tapauksessa, varauksenkuljettajia injektoidaan ennalta paik- *· " kaan, joka vastaa hilaelektrodia muodostamaan sulkutyyppinen elementti. Tässä ·;·* tapauksessa, muuttamatta LC-elementin itsensä ominaisuuksia, kanava voidaan •.:. · 30 muodostaa syöttämättä hilajännitettä, tai hilajännite ja kanavan leveys ja syvyys jne., voidaan saada eroamaan kanavan muodostamisen aikana tilassa, jossa hilajännite 6 114054 syötetään, tapauksesta jossa varauksenkuljettajia ei injektoida.
Tämän LC-elementin tapauksessa, joko hilaelektrodi tai kanava on lyhyempi. Tässä tapauksessa toimivat myös eripituinen hilaelektrodi ja kanava keloina, ja eristysker-5 ros on sijoitettu näiden väliin muodostamaan jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori. On siis muodostettu LC-elementti, jolla on etuina erinomainen vaimennus-vaste laajalla kaistalla, valmistamisen ollessa helppoa ja LC-elementti voidaan muodostaa substraatin osana.
10 Kuitenkin tapauksissa, joissa kokonaispuolijohdesubstraatti on muodostettu samassa tilassa, koska kanava on muodostettu vastaten hilaelektrodin kokonaispituutta, kanavaa on lyhennettävä injektoimalla varauksenkuljettajia ennalta kanavan osaan tai katkaisemalla kanavan osa syövyttämällä tai muulla keinolla.
15 Koska tämän keksinnön mukainen LC-elementti voidaan valmistaa yhdessä puoli-johdesubstraatin pinnalla olevien muiden komponenttien kanssa, tämä puolijoh-delaite on helppo valmistaa, ja osien sijoittamistyö seuraavassa käsittelyssä on tarpeetonta.
' 20 Vielä eräälle keksinnön mukaiselle LC-elementille on tunnusomaista varustaa > '· suojapiiri kunkin edellä mainitun LC-elementin joko käyttöteholähdejohtoon tai : · ’ maajohtoon ohittamaan hilaelektrodille syötetty ylijännite.
« I I
Tällä puolijohdelaitteella on suojapiiri yhdistettynä hilaelektrodiin. Siis myös siinä , 25 tapauksessa, että staattisen sähkön tai muun syyn aiheuttama ylijännite syötetään hilaelektrodille, koska ohitusvirta virtaa käyttöteholähdejohdossa tai maajohdossa, ’ ^ * voidaan estää eristyksen läpilyönti hilaelektrodin ja puolijohdesubstraatin välillä.
• · '; * Edellä mainitut LC-elementit voidaan valmistaa käyttämällä tavanomaista puolijoh- 30 teiden valmistustekniikkaa (erityisesti MOS-valmistustekniikkaa). Koon pienentä-‘ · · ·' misen ja kustannusten pienentämisen lisäksi voidaan massatuottaa samanaikaisesti 7 114054 suuri joukko yksittäisiä LC-elementtejä.
Kuvio 1 on tämän keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin kaaviokuva; 5 Kuvio 2 on suurennettu pitkin kuvion 1 viivaa A—A katsottu poikkileikkauskuva;
Kuvio 3 on suurennettu pitkin kuvion 1 viivaa B—B katsottu poikkileikkauskuva;
Kuvio 4 on suurennettu pitkin kuvion 1 viivaa C—C katsottu poikkileikkauskuva;
Kuviot 5 A ja 5B näyttävät tiloja, jolloin kanava muodostetaan;
Kuvio 6 on pitkittäisleikkauskuva katsottuna pitkin ensimmäisen sovellutusmuodon 10 mukaisen LC-elementin spiraalinmuotoista hilaelektrodia;
Kuviot 7A ja 7B ovat kaaviokuviota, jotka näyttävät ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin vastinkytkentöjä;
Kuviot 8 A ja 8B ovat kuvaavia piirustuksia kanavan vastusarvon kuvaamiseksi;
Kuviot 9A—9G kuvaavat esimerkkiä ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen 15 LC-elementin valmistusprosessista;
Kuvio 10 näyttää esimerkkiä ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin muunnoksesta;
Kuvio 11 on kaaviokuva tämän keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisesta LC-^* elementistä; 20 Kuvio 12 on suurennettu poikkileikkauskuva katsottuna pitkin kuvion 11 viivaa i.;‘: A—A; : ’. · Kuvio 13 on suurennettu poikkileikkauskuva katsottuna pitkin kuvion 11 viivaa B— • * · B.
’ ·' ’ Kuvio 14 näyttää meanderimuotoisen kelan periaatetta; 25 Kuvio 15 näyttää esimerkkiä toisen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin muunnoksesta; •;' Kuvio 16 on kaaviokuva tämän keksinnön kolmannen sovellutusmuodon mukaises- • · *. ’ * i ta LC-elementistä; • · *
Kuvio 17 on piirikaavio, joka näyttää kolmannen sovellutusmuodon mukaisen LC-::: 30 elementin vastinkytkentää;
Kuvio 18 on kaaviokuva tämän keksinnön neljännen sovellutusmuodon mukaisesta * 114054 LC-elementistä;
Kuvio 19 on kaaviokuva tämän keksinnön viidennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä;
Kuvio 20 kaaviokuva, joka näyttää viidennen sovellutusmuodon mukaisen LC-ele-5 mentin vastinpiiriä;
Kuvio 21 on kaaviokuva tämän keksinnön kuudennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä;
Kuvio 22 on kaaviokuva tämän keksinnön seitsemännen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä, 10 Kuvio 23 on kaaviokuva, joka näyttää seitsemännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin vastinpiiriä;
Kuvio 24 on kaaviokuva tämän keksinnön kahdeksannen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä;
Kuviot 25A ja 25B ovat kaaviokuvia kolminapaista tyyppiä olevasta LC-15 elementistä, j onka hilaelektrodeilla on suora muoto;
Kuviot 26A ja 26B ovat kaaviokuvia yhteismuototyyppiä olevasta LC-elementistä, jonka hilaelektrodeilla on suora muoto;
Kuviot 27A ja 27B ovat kaaviokuvia LC-elementeistä, jolla on kaarenmuotoiset ja « sinimuotoiset hilaelektrodit; 20 Kuvio 28 on kaaviokuva LC-elementistä, jolla on osittaisen ympyrän muotoinen ;.: : elektrodi; ·* Kuvio 29 on kaaviokuva LC-elementistä, jolla on osittaisen ympyrän muotoinen • · * · elektrodi, jolla on taaksepäin taitettu osuus; ' · ’ * Kuvio 30 näyttää esimerkkiä elektrodin muodon muunnelmasta; 25 Kuvio 31 näyttää esimerkkiä vielä yhdestä elektrodin muodon muunnelmasta; ’;;; Kuvio 32 on lyhennetty kaaviokuva tapauksesta, jossa liitosnavat on muodostettu ‘! ‘ käyttämällä kemiallista nestefaasimenetelmää; • · · ' · ' · Kuvio 33 on poikkileikkauskuva pitkin kuvion 32 viivaa C—C; • · · * ·; · ’ Kuvio 34 on selittävä piirustus kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin :: 30 muodostamisesta LSI- tai muun laitteen osana; *... ’ Kuviot 35A—35C ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät esimerkkejä puskuripiirin liittä- 9 114054 misestä kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin ulostulopuolelle;
Kuviot 36A ja 36B ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät esimerkkejä vahvistinpiirin liittämisestä kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin ulostulopuolelle; ja Kuviot 37A ja 37B ovat kaaviokuvia, jotka näyttävät esimerkkejä suojauspiirin 5 lisäämisestä kunkin sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin sisäänmenopuolelle.
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön mukaisten LC-elementtien edullisista sovellutusmuodoista viittauksella oheen liitettyihin piirustuksiin. Koska tämän keksinnön mukaisten LC-elementtien rakenne vastaa MOSFET :tiä, käytetään 10 seuraavassa kuvauksessa kenttätransistoriin liittyvää terminologiaa, eli yhtä dif-fuusioaluetta nimitetään lähteeksi, toista diffuusioaluetta nimitetään nieluksi, ja hilaelektrodia nimitetään hilaksi.
Ensimmäinen sovellutusmuoto 15
Kuvio 1 on kaaviokuva tämän keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisesta spiraalinmuotoisesta LC-elementistä. Kuviot 2, 3 ja 4 ovat suurennettuja poikki-leikkauskuvia katsottuna pitkin viivoja A—A, B—B ja C—C kuviossa 1.
20 Kuten näissä kuvioissa on näytetty, tämän sovellutusmuodon LC-elementti 100 on : : : muodostettu paikkaan, joka on lähellä puolijohdesubstraatin 30 pintaa, muodostuen » » · • '/· p-tyyppisestä piistä (p-Si), ja muodostaa spiraalinmuotoisen elektrodin 10, joka toimii hilana lähdediffuusioalueen 12 ja nieludifiuusioalueen 14 välillä, jotka on t I · •. · · liitetty kanavalla 22, joka on muodostettu siihen kytketyn jännitteen avulla.
25 ··.: Lähde 12 ja nielu 14 on muodostettu p-Si-substraatin 30 invertoituina n+ difluusio- ’···’ alueina. Nämä voidaan muodostaa esimerkiksi kohottamalla epäpuhtaustiheyttä ·',*· injektoimalla As ioneja lämpödiffuusiolla tai ioni-istutuksella.
• » » : 30 Spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 muodostetaan siis eristekerrokselle 26, joka on : : muodostettu p-Si-substraatin 30 pinnalle tavalla, jossa toinen pää ylittää lähteen 12 114054 10 ja toinen pää ylittää nielun 14. Spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 muodostetaan alumiinista, kuparista, kullasta, hopeasta tai muusta ohuesta kalvosta, tai suurella P-seostuksella diffuusiolla tai ioni-injektiolla.
5 Eristekerros 26 P-Si-substraatilla 30 huolehtii siis P-Si-substraatin 30 pinnan ja spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 eristämisestä, ja se toimii suhteessa MOSFET:-tiin hilakalvona. Koko pintaa (tai vähintään minimiosaa vastaten spiraalinmuotoista hilaelektrodia) peittää tämä eristekerros 26. Lisäksi, spiraalinmuotoinen hila-elektrodi muodostetaan tämän eristekerroksen päälle. Eristekerros 26 muodostuu 10 esimerkiksi P:llä lisätystä SiChrsta (P-lasi).
Spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10, lähde 12 ja nielu 14 on kytketty maaelektrodiin 16 ja tulo-/lähtöelektrodeihin 18 ja 20, kuten on näytetty kuvioissa 1—4. Maaelekt-rodin 16 liittäminen spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 on suoritettu ulkoisesti 15 aktiiviseen alueeseen nähden tarkoituksessa että ei vahingoiteta ohutta hilakalvoa, kuten on näytetty kuviossa 10.
Kuten on näytetty kuvioissa 2 tai 4, osan lähteestä ja nielusta paljastamisen jälkeen, .:. tulo-/lähtöelektrodin 20 liittäminen nieluun 14 on tehty käyttämällä alumiinia, kupa- > . » * , ’ ‘. 20 ria, kultaa, hopeaa tai muuta metallikalvoa. Siis kuten on näytetty kuviossa 2, oleel- j ·’. lisesti spiraalin keskiosaan sijoitettuun nieluun 14 liitettyä tulo-/lähtöelektrodia 20, ·'·*: on jatkettu ulkokehään ylläpitämään spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 kunkin : · kierroksen osan eristeillä.
• t * i t t > · · 25 Käyttämällä hyväksi avaustyyppistä n-kanava rakennetta LC-elementille, jolla on edellä mainittu tämän sovellutusmuodon mukainen rakenne, syöttämällä suhteelli- • · * sen positiivinen jännite spiraalinmuotoiselle hilaelektrodille 10, muodostuu ensiksi :*·,· n-tyyppinen kanava 22. Sitten tämän kanavan 22 ja spiraalinmuotoisen hila- • · elektrodin 10 toimiessa spiraalinmuotoisina kelaelementteinä, muodostuu jakaantu- . .·. 30 neen vakion tyyppinen kondensaattori tämän kanavan 22 ja spiraalinmuotoisen • » » . “ ‘. hilaelektrodin 10 välille.
I · 114054 11
Kuviot 5 A ja 5B ovat poikkileikkauspiirustuksia näyttäen kanavan 22 muodostamis-tilaa. Poikkileikkauskuva on kohtisuoraan spiraalinmuotoisen hilaelektrodin pituussuuntaan nähden. Kuten kuvio 5A näyttää, että tilassa, jossa positiivista hilajännitet-5 tä ei ole syötetty spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 liitettyyn maaelektrodiin 16, kanavaa 22 ei esiinny p-Si-substraatin 30 pinnalla. Tässä tilassa ovat siis lähde 12 ja nielu 14, kuten on näytetty kuvassa 1, eristettyjä toisistaan.
Käänteisesti, kun positiivinen hilajännite syötetään spiraalinmuotoiseen hilaelektro-10 diin 10 nähden, kanava 22 muodostaen n-alueen esiintyy lähellä p-Si-substraatin pintaa vastaten spiraalinmuotoista hilaelektrodia 10, kuten on näytetty kuviossa 5B.
Koska tämä kanava on muodostettu yli spiraalinmuotoisen hilaelektrodin koko pituuden, varaukset on varastoitu kanavaan 22 ja spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin, muodostamaan näiden välille jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin.
15
Kuvio 6 näyttää tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin poikkileikkausra-kenteen ja näyttää näkymää pitkin spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 pituussuuntaa. Kuten on näytetty kuviossa, kanava 22 on muodostettu spiraalinmuotoisen hila- . elektrodin 10 rinnalle, ja tämän kanavan kautta on muodostettu johtava tila lähteen • · · < 20 12 ja nielun 14 välille. Esimerkiksi avaustyyppisessä tapauksessa, tilassa, jossa • · · • ennalta määrätty hilajännite on kytketty spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10, « « » · i ’ · ’: muodostuu ensin tämä kanava 22 j a j ohtava tila synnytetään lähteen 12 j a nielun 14 # välille. Muuttamalla spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin syötettyä jännitettä, kun ‘ kerran kanavan 22 leveys ja syvyys muuttuvat, voidaan lähteen 12 ja nielun 14 25 välistä vastusarvoa muuttaa.
« 4 · · • · · '... * Käytännössä spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 kuviossa 6 esitetyn maaelektro- : din 16 kautta syötetty hilajännite on suhteessa substraattiin 30. Erityisesti tämän « · · ί,,, ί sovellutusmuodon LC-elementissä 100 toimii pitkä spiraalinmuotoinen hilaelektrodi ; 30 10 hilana ja kanavan 22 on oltava tarkasti muodostettu tämän spiraalinmuotoisen
I I I
:" ‘: hilaelektrodin 10 koko pituudelta. Esimerkiksi, pelkästään ennalta määrätyn potenti-
I « I
i2 114054 aalieron, joka vastaa hilajännitettä spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 toiseen päähän kytketyn maaelektrodin 16 ja lähteen 12 välillä, jäljestäminen ei riitä, koska on olemassa vaara, että kanavaa 22 ei muodostu nielun 14 läheisyyteen. Tästä syystä on syötettävä ennalta määrätty hilajännite spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 ja subst-5 raatin 30 välille läheisessä paikassa spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin nähden. Toivottavinta on siis muodostaa elektrodi p-Si-substraatin 30 koko pinnalle (kuviossa 6 esitetyn p-Si-substraatin 30 alapinta) ja jäljestää ennalta määrätty potentiaaliero tämän elektrodin ja maaelektrodin 16 välille.
10 Kuviot 7A ja 7B näyttävät ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisten LC-elementtien vastinkytkennät. Kuvion 7A piiri näyttää tapauksen kun tulo-/lähtöelekt-rodien 18 ja 20 kanssa varustettua kanavaa 22 käytetään signaalisiirtojohtona ja samanaikaisesti, spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 toisen pään läheisyyteen varustettu maaelektrodi 16 on maadoitettu, ja täten piiri toimii kolminapaisen 15 tyyppisenä LC-elementtinä.
Tässä tapauksessa, koska maaelektrodi 16 on maadoitettu, tulo-/lähtöelektrodien 18 ja 20 kautta syötettyjen tulo-/lähtösignaalien jännitetaso, ja p-Si-substraattiin syöte->· tyn jännitteen taso on pidettävä negatiivisena. Toimimalla tällä tavalla, suhteessa ’it* 20 positiivinen hilajännite syötetään spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10, samalla ; :': kun ei esiinny kanavan 22 leikkautumista lähteen 12 ja nielun 14 läheisyydessä.
t · · » · * t ([ ·' Ottamalla käyttöön sulkutyyppinen rakenne, jolloin n-tyyppisiä varauksenkuljettajia « t · V ·' injektoidaan ennalta kanavan 22 muodostavaan paikkaan, vieläpä silloin kun tulo- 25 /lähtöelektrodien kautta syötetyn signaalin taso on positiivinen, voidaan kanava 22 ,,!!' muodostaa.
* I I
* · t I
*11 I ·
Koskien tämän sovellutusmuodon, jolla on tämän tyyppinen sijaiskytkentä, LC-ele-
i » I
:,,t! menttiä, kanava 22, joka muodostaa signaalisiirtojohdon muodostetaan spiraa- ; 30 linmuodossa, ja toimii täten kelana, jolla on induktanssi LI. Samalla tavalla, koska spiraalinmuotoinen hilaelektrodi on myös muodostettu spiraalinmuotoon, tämä * » * 13 114054 toimii kelana, jolla on induktanssi L2. Siis koska nämä kaksi kelaa on jäljestetty eristävän kerroksen 26 molemmille puolille, muodostavat kanava 22 ja spiraalin-muotoinen hilaelektrodi 10 jakautuneen vakion tyyppisen ennalta määrätyn kondensaattorin, jolla on ennalta määrätty kapasitanssi C.
5
Niin muodoin tämän sovellutusmuodon LC-elementissä 100 on jakautuneen vakion tyyppinen induktanssi ja kapasitanssi. Siksi voidaan toteuttaa erinomaiset vaimen-nusominaisuudet, jotka ovat saavuttamattomia tavanomaisella keskittyneen vakion tyyppisellä elementillä. Tulosignaalista, joka on syötetty jomman kumman tulo-10 /lähtöelektrodin 18 tai 20 kautta, voidaan saada lähtösignaali, josta on poistettu vain ennalta määrätyt taajuuskomponentit, toisesta näistä elektrodeista. Erityisesti tämän sovellutusmuodon LC-elementin 100 tapauksessa, spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 ja vastaava kanava 22 on muodostettu spiraalinmuotoisiksi, ja on siis muodostettu niin että kunkin kehän halkaisija muuttuu jatkuvasti peräkkäin. Tästä syystä ovat 15 vaimennusominaisuudet (kanavan 22 kautta siirretyn signaalin väliliitäntävaimen-nusominaisuudet), jotka määräytyvät jakautuneen vakion tyyppisestä kelasta ja kondensaattorista, sellaiset että ne vaimentavat signaalia laajalla taajuuskaistalla. Siksi tämä LC-elementti 100 on tehokas poistamaan taajuuskomponentteja kuten kohinaa j' vaimennuskaistalla.
,/ 20 ; · Kuvio 7B näyttää sijaispiiriä kun muutettava säätöjännite Vc syötetään maaelektro- : diin 16 nähden. Muuttamalla maaelektrodiin 16 syötettyä säätöjännitettä, koska « I · kanavan 22 syvyys muuttuu, liikkuvuus kanavan 22 osalta muuttuu, ja tuloksena * » · ’ * * ' kanavan 22 vastusta voidaan muuttaa halutulla tavalla.
25 *;;; Niin muodoin kanavan 22 ja spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 induktansseja, ja ‘ I' näiden välille muodostunutta jakautuneen vakion tyyppistä kondensaattoria muute- t · taan. Lisäksi LC-elementin 100 kanavan 22 vastuksesta riippuvia kokonaisvaimen- • * ‘ ‘ nusominaisuuksia muutetaan. Toisin sanoen tätä säätöjännitettä Vc muuttamalla, 30 voidaan tämän toteutusmuodon LC-elementin ominaisuuksia muuttaa tietyssä alueessa.
i4 1 14054
Edellä esitetty LC-elementin 100 kuvaus liittyy tapaukseen kun n-kanava on muodostettu lähteen 12 ja nielun 14 välille. Tässä tapauksessa, koska varauksenkuljet-tajina käytetään elektroneja, liikkuvuus on suuri ja kanavan 22 vastus on suhteellisen 5 pieni. Tämän vastakohtana on myös mahdollista muodostaa p-kanava n-tyypin piisubstraatille (n-Si). Tässä jälkimmäisessä tapauksessa, koska va-rauksenkuljettajina käytetään aukkoja, kanavan vastuksesta tulee suhteellisen suuri ja erilaiset ominaisuudet vallitsevat verrattuna edellä mainittuun n-kanavan tapaukseen.
10
Kuviot 8A ja 8B ovat piirustuksia, jotka kuvaavat kanavan vastusta R tapauksessa kun spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 syötettyä hilajännitettä (säätöjännite Vc) vaihdellaan muuttamaan kanavan 22 syvyyttä ja muita ominaisuuksia. Kuvio 8A on kaaviokuva, jossa tosiasiallinen spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 on esitetty 15 suoramuotoisena kuvausta varten. Kuvio 8B on poikkileikkauskuva pitkin kuvion 8A viivaa A—A.
Kuviossa 8A ja 8B, W on hilan leveys, ja X on kanavan syvyys. Tällä tavalla, kun ; kanavan 22 muodostaa spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10, jonka leveys on W, '"20 tämän kanavan 22 leveydeksi tulee (W + 2X). Niin muodoin kanavan 22 vastus R * » ; (’ t 1 lähteen 12 j a nielun 14 välillä voidaan laskea seuraavasti.
> · · R=pL/(w+2X) I I · I · · . _ 25 Edellä, p on kanavan 22, jolla on syvyys X, vastus pinta-alayksikköä kohti; ja kana- ,···, van vastus R on verrannollinen kanavan pituuteen L ja käänteisesti verrannollinen • · • « 1 t · t kanavan leveyteen (W + 2X).
• · » · · • · • ·
Seuraavana on kuvaus tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 100 » I · *·!·’ 30 valmistusprosessista.
» » » » · 114054 15
Kuviot 9A—9B kuvaavat esimerkkiä avaustyyppisen LC-elementin 100 valmistusprosessista. Kuviot näyttävät poikkileikkauksia spiraalinmuotoisesta hilaelektrodista 10 katsottuna pituussuunnassa.
5 (1) Hapetetun kalvon muodostus:
Ensiksi muodostetaan piidioksidia S1O2 p-Si-substraatin 30 pinnalle lämpö-hapetuksella (kuvio 9A).
(2) Lähde- ja meluikkunoiden avaaminen: 10
Osuudet, jotka vastaavat lähdettä 12 ja nielua 14 avataan valosyövyttämällä hapetettu kalvo p-Si-substraatin 30 pinnalla (kuvio 9B).
(3) Lähteen ja nielun muodostus: 15 Lähde 12 ja nielu 14 muodostetaan injektoimalla n-tyyppisiä epäpuhtauksia avattuihin osuuksiin (kuvio 9C). Esimerkiksi As+:aa käytetään n-tyyppisinä epäpuhtauksina ja niitä injektoidaan lämpödiffuusiolla. Jos epäpuhtauksia injektoidaan ioni-...: istutuksella, kuvion 9B ikkuna-aukkoa ei tarvita.
20 • · · ·1··' : (4) Hila-alueen poisto: • · · • · • · *;;; Hila-alueen avoin osuus synnytetään poistamalla hapetettu kalvo alueelta spiraalin- • · · * muotoisen hilaelektrodin 10 muodostamiseksi (kuvio 9D). Tämän sovellutus-25 muodon tapauksessa, hilan avoin osuus muodostetaan myös spiraalinmuotoiseksi vastaten spiraalinmuotoista hilaelektrodia 10. Tällä tavalla paljastetaan vain spiraa- • linmuotoista hilaelektrodia 10 vastaava osuus p-Si-substraatista 30.
• · · • 1 t » · » • 1 *” (5) Hilahapetuskalvonmuodostaminen: M.: 30 ’···1 Uusi hapetuskalvo, eli eristekerros 26, muodostetaan osittain paljastetulle p-Si- 16 114054 substraatille.
(6) Hilan ja elektrodin muodostaminen: 5 Hilana toimiva spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 muodostetaan esimerkiksi höyrystämällä kerros alumiinia tai muuta materiaalia, kuten myös lähteeseen 12 liitetty tulo-/lähtöelektrodi 18 ja nieluun 14 liitetty tulo-/lähtöelektrodi 14 (kuvio 9F).
10 (7) Eristekerroksen muodostaminen:
Lopuksi P-lasia asetetaan kokonaispinnan päälle, jonka jälkeen kuumentaminen tuottaa sileän pinnan (kuvio 9G).
15 Tällä tavalla LC-elementin valmistusprosessi on pohjimmiltaan tavanomaisen MOSFET:in valmistusprosessin kaltainen ja sen voidaan sanoa eroavan vain hila-elektrodin 10 muodossa ja muissa ominaisuuksissa. Niin muodoin muodostaminen on mahdollista samalle substraatille tavanomaisen MOSFET:in tai bipolaaritran-; sistorin kanssa ja muodostaminen IC- tai LSI-laitteen osana on mahdollista. Lisäksi «* 20 muodostettaessa IC- tai LSI-laitteen osana, kokoamistoimenpiteet seuraavassa ;; * f · käsittelyssä voidaan jättää pois.
* · • · * , ;* Tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin tapauksessa, spiraalinmuotoinen > « · hilaelektrodi 10 ja yhdenmukaisesti sen kanssa muodostettu kanava muodostavat ke-. 25 lat, ja samanaikaisesti jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori muodostuu |' - > spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 j a kanavan 22 välille.
* · »
Niin muodoin tapauksessa, jossa spiraalinmuotoisen hilaelektrodin toiseen päähän • * ’! ‘ jäljestetty maaelektrodi on maadoitettu tai yhdistetty kiinteään potentiaaliin ja kana- ‘ ·: · * 30 vaa 22 käytetään signaalisiirtojohtona, tuloksena syntyvällä LC-elementillä on erin- ’ * *' omaiset vaimennusominaisuudet laajalla kaistalla olevan tulosignaalin suhteen.
I7 114054
Myös kuten edellä on mainittu, koska tämä LC-elementti voidaan valmistaa käyttämällä hyväksi tavanomaista MOSFET-tyyppistä valmistustekniikkaa, on tuotanto sekä helppoa että sopivaa kompaktisuus ja muihin vaatimuksiin. Lisäksi, kun LC-5 elementti valmistetaan puolijohdesubstraatin osana, langoitus muihin komponentteihin voidaan suorittaa samanaikaisesti, ja kokoonpano ja muu työ seuraavan käsittelyn aikana tulee tarpeettomaksi.
Myös koskien tämän sovellutusmuodon LC-elementtiä 100, kanavan 22 vastusarvoa 10 voidaan muuttuvasti ohjata muuttamalla hilajännitettä (ohjausjännite Vc), joka syötetään spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10, ja LC-elementin 100 ominaisuuksia voidaan säätää tai muuttaa tietyllä alueella.
Edellä olevassa ensimmäisen sovellutusmuodon kuvauksessa, yhdenmukaisesti spi- 15 raalinmuotoisen hilaelektrodin kanssa muodostettua kanavaa 22 käytettiin signaa- lisiirtojohtona, mutta on myös mahdollista vaihtaa keskenään kanavan 22 ja spiraa- linmuotoisen hilaelektrodin 10 toiminnot. Toisin sanoen, kuten on näytetty kuviossa 10, yhdistämällä tulo-/lähtöelektrodit 18 ja 20 spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 molempiin päihin, yhdistämällä kanavan toiseen päähän muodostettu lähde 12 (tai .,· 20 nielu 14) maaelektrodiin 16, ja yhdistämällä tämä maaelektrodi 16 maahan tai : : muutettavaan kiinteään potentiaaliin, voidaan spiraalinmuotoista hilaelektrodia 10 * > · : · * käyttää signaalisiirtojohtona.
i * · «il· ! I · I · · ·' Yleisesti, maaelektrodin 16 puolelle yhdistetyn kelan vastuksen pienentämisen 25 tiedetään tuottavan LC-elementin, jolla on terävä vaimennus tietyille taajuuskom- i · · "X ponenteille. Niin muodoin, verrattuna kuviossa 1 näytettyyn LC-elementtiin (spiraa- • · • · linmuotoisen hilaelektrodin 10 puolen ollessa maadoitettu), kuviossa 10 näytetyllä • · · ‘ : LC-elementillä (kanavan 22 puolen ollessa maadoitettu) on pienempi Q, ja se omaa • · ' ·; · ’ heikomman vaimennuksen tietyille taajuuskomponenteille.
30 ’.. .* Edellä mainitussa tapauksessa, koska maaelektrodi 16 on yhdistetty joko lähteeseen is 114054 12 tai nieluun 14, toisesta elektrodista voidaan luopua.
Vaikka edellä oleva ensimmäisen sovellutusmuodon kuvaus liittyi avaustyyppiseen LC-elementtiin, jossa kanava 22 on muodostettu syöttämällä jännitetaso, joka on 5 suhteellisesti suurempi kuin substraatilla 30 spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 verrattuna, tämä voi myös viitata sulkutyyppiseen LC-elementtiin. Toisin sanoen, injektoimalla varauksenkuljettajia (n-tyypin epäpuhtauksia) ennalta käsin kanavan 22 alueeseen kuten kuviossa 1 ja muissa on näytetty, muodostetaan n-kanava. Tämän tuloksena, nostamatta spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 potentiaalia 10 substraatin potentiaalia suuremmaksi, kanava 22 voidaan muodostaa tai suhdetta syötetyn hilajännitteen ja kanavan leveyden välillä voidaan muuttaa. Myös on mahdollista injektoida varauksenkuljettajia ainoastaan osaan alueesta pitkin spi-raalinmuotoista hilaelektrodia 10.
15 T öinen sovellutusmuoto
Esillä olevan keksinnön toisen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti eroaa ensimmäisestä sovellutusmuodosta pääasiassa käyttämällä ei-spiraalinmuotoisia muotoja hilaelektrodille 10 ja kanavalle 22. Kuvioissa on käytetty samoja nimityksiä •.,. · 20 osille, j otka vastaavat ensimmäisen sovellutusmuodon vastaavia osia.
* · · • · ’ Kuvio 11 on kaaviokuva tämän keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisesta LC- • · · ··;·' elementistä 200. Kuvio 12 on suurennettu poikkileikkaus pitkin viivaa A—A kuvi- • ·1 1 ossa 11, ja kuvio 13 on suurennettu poikkileikkaus pitkin viivaa B—B kuviossa 11.
25 1 i;; Kuvio 14 näyttää meanderimuotoisen kelan periaatetta. Tapauksessa, jossa hilaelekt- rodilla 10' on meanderimuoto, jolla on koverat ja kuperat taivutukset, kun virta • · • · · virtaa yhteen suuntaan kanavassa 22, syntyvän magneettivuon suunta kääntyy '·;·1 päinvastaiseksi vierekkäisissä koverissa ja kuperissa osissa, vastaten täten tilaa, 30 jossa 1/2 kierroksen keloja on kytketty sarjaan. Niin muodoin kokonais LC-ele- » t · ·..' mentti 200 voidaan saada toimimaan kelana, jolla on ennalta määrätty induktanssi 19 114054 samalla tavalla kuin ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisella hilaelektrodilla tai kanavalla.
Samaten spiraalinmuotoisen hilaelektrodin tapauksessa, yksi hilaelektrodin päistä 5 sijaitsee keskiosassa, ja toinen pää sijaitsee reunaosassa. Päinvastoin, meanderi-muotoisen hilaelektrodin tapauksessa, koska hilaelektrodin molemmat päät sijaitsevat reunaosassa, jäijestely on edullinen liitosnapojen jäqestämiseksi ja liittämiseksi muihin piirielementteihin.
10 Myös kuvion 15 kaaviokuvassa kuvatun meanderimuotoisen hilaelektrodin tapauksessa, jossa maaelektrodi 16 on yhdistetty kanavan toiseen päähän muodostettuun lähteeseen 12 (tai nieluun 14), signaalisiirtojohto ei ole kanava 22, vaan hilaelekt-rodi 10'. Maaelektrodi on maadoitettu tai yhdistetty kiinteään potentiaaliin.
15 Tällä tavalla tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin tapauksessa, ei-spi-raalinmuotoinen hilaelektrodi 10' ja yhdenmukaisesti sen kanssa muodostettu kanava 22 muodostavat kelat ja samanaikaisesti muodostuu jakautunen vakion tyyppinen kondensaattori ei-spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10' ja kanavan 22 * välille.
20 : I Niin muodoin tapauksessa, jossa kanavaa 22 käytetään signaalisiirtojohtona, yhdis- ; ".· tettäessä ei-spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10' toiseen päähän varustettu maa- I t · elektrodi 16 maahan tai kiinteään potentiaaliin, muodostuu LC-elementti, jolla on •' * erinomainen vaimennus sisääntulevaan signaaliin nähden laajalla kaistalla.
25 ·;;; Myös samalla tavalla kuin ensimmäisessä sovellutusmuodossa, koska tämä LC- '; ’ elementti voidaan valmistaa käyttämällä hyväksi tavanomaista MOSFET-tyyppistä valmistustekniikkaa, tuotanto on sekä helppoa että soveltuvaa kompaktisuus ja mui- * · *··* hin vaatimuksiin. Myös, kun LC-elementti valmistetaan puolijohdesubstraatin •, · _ · 30 osana, voidaan langoittaminen muihin komponentteihin suorittaa samanaikaisesti, ja ,.. * kokoonpano ja muu työ seuraavassa käsittelyssä tulee tarpeettomaksi.
20 114054
Lisäksi koskien tämän sovellutusmuodon LC-elementtiä, voidaan kanavan 22 vastusta säätää vaihtelevasti muuttamalla ei-spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10' syötettyä hilajännitettä (säätöjännite Vc), ja LC-elementin 200 ominaisuuksia 5 voidaan säätää tai muuttaa tietyssä alueessa.
Käyttämällä hyväksi sulkutyyppistä rakennetta, jossa n-tyyppisiä varauksenkuljet-tajia injektoidaan kanavan 22 paikkaan, myös vieläpä jos signaalin taso on positiivinen tulo-/lähtöelektrodeissa 18 ja 20, voidaan kanava 22 muodostaa. Tämä omi-10 naisuus on myös samanlainen kuin ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementillä.
Lisäpiirre on että koska hilaelektrodi 10' ja kanava 22 ovat ei-spiraalinmuotoisia, signaalin tulo-/lähtölangoitus voidaan tehdä samassa tasossa kuin hilaelektrodi 10' ilman ylikulkua.
15
Kolmas sovellutti smuoto
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön kolmannen sovellutusmuodon mukaisesta ' i * LC-elementistä viitaten oheisiin piirustuksiin.
20 i · * | Suhteessa ensimmäisen sovellutusmuodon mukaiseen LC-elementtiin 100, jossa * · • V spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 ja vastaava kanava ovat rinnakkain oleellisesti ,.!i* koko pituudeltaan, eli on muodostettu lähes yhtä pitkiksi, kolmannen sovellutus- » · · V * muodon LC-elementille on tunnusomaista spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 25 lyhentäminen ennalta määrättyyn pituuteen (esimerkiksi noin 1 kierros) ja varauk- tl· ; * · senkuljettajien injektoiminen p-Si-substraattiin pinnalle, joka vastaa tätä poistettua • » ’ *; · * osuutta.
• · ·
Kuvio 16 on kaaviokuva tämän kolmannen sovellutusmuodon mukaisesta LC-ele-: 30 mentistä 300. Kuten kuviossa on näytetty, kanava 22 on muodostettu yhdistämään :,,,· lähde 12 ja nielu 14, jotka on muodostettu lähelle p-Si-substraatin 30 pintaa. Noin 2i 114054 puolet tämän kanavan 22 ulkokehäpuolesta vastaa hilana toimivaa spiraalimuotoista hilaelektrodia 10. Noin puoleen tämän kanavan 22 sisäkehäpuolesta on injektoitu ennalta käsin n-tyyppisiä varauksenkuljettajia epäpuhtauksiksi, ja spiraalinmuotoi-nen kanava 22 muodostuu vaikka spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 on poissa.
5 Tällä tavalla vieläpä, kun osa spiraalinmuotoisesta hilaelektrodista 10 on poistettu ja spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 pituus on lyhyempi kuin kanava 22, muuttamatta spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 toimintoa yhtenä kelana ja spiraalinmuotoisen kanavan 22 toimintoa toisena kelana, samalla tavalla kuin kuviossa 1 10 näytetyllä LC-elementillä 100, voidaan saavuttaa erinomaiset vaimen-nusominaisuudet. Erityisesti, tämän kolmannen sovellutusmuodon LC-elementin tapauksessa, koska spiraalinmuotoisen hilaelektrodin pituus voidaan säätää halutuksi, muodostuneen jakautuneen vakion tyyppisen kondensaattorin kapasitanssi voidaan määrätä vapaasti, ja suunnittelun vapausaste myös kasvaa.
15
Kuvio 17 kuvaa tämän sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 300 vastinpiiriä.
Kuten kuviossa on näytetty, induktanssi L3 pienenee vain määrällä, joka vastaa spiraalinmuotoisen elektrodin 10 yhtä kierrosta, ja vastaava jakautuneen vakion tyyppinen kapasitanssi Cl pienenee myös. Niin muodoin, taajuusvaste eroaa kuvios- / 20 sa 1 ja muissa kuvatusta LC-elementistä 100, ja säätämällä tämän spi- ; 1 raalinmuotoisen hilaelektrodin 10 pituutta (kierrosmäärää), voidaan taajuusvastetta ; . 1 säätää tai muuttaa tietyssä alueessa.
i 1 t > i · 1 > · ’ · 1 ‘ Myös samalla tavalla kuin edellä olevissa sovellutusmuodoissa, muuttamalla maa- 25 elektrodiin 16 syötettyä hilajännitettä, yhdenmukaisesti spiraalinmuotoisen hila- I 4 f * 1 1 | elektrodin 10 kanssa muodostetun kanavan 22 vastusta voidaan vaihdella, ja LC- '; 1 elementin vaimennusominaisuuksia voidaan säätää vaihtelevasti.
• i • · » • 4 · • t 1 t • > ‘ · · · 1 Lisäksi sulkutyyppisellä rakenteella, jossa n-tyyppiset varauksenkuljettajat injektoi- ‘ t ·, 1» 30 daan ennalta käsin paikkaan, johon kanava 22 on muodostettu yhdenmukaisesti spi- raalinmuotoisen hilaelektrodin kanssa, vieläpä jos tulo-/lähtöjännitteen jännitetaso 114054 22 tulo-/lähtöelektrodeissa 18 ja 20 on positiivinen, voidaan kanava 22 muodostaa spi-raalinmuotoista hilaelektrodia 10 vastaavaan paikkaan, samalla tavalla kuin edellä olevissa sovellutusmuodoissa.
5 Tällä tavalla tämän sovellutusmuodon LC-elementin tapauksessa, spiraalinmuotoi-nen hilaelektrodi 10 ja kanava 22 muodostavat jakautuneen vakion tyyppisen kelan ja kondensaattorin, voidaan muodostaa erinomaiset vaimennusvastetoiminnot omaava elementti.
10 Myös samat edut kuin ensimmäisellä sovellutusmuodolla omataan koska LC-ele-mentti 300 voidaan konstruoida käyttämällä puolijohdevalmistustekniikkaa ja voidaan muodostaa LSI- tai muun laitteen osana, jolloin langoitustyöstä seuraavassa käsittelyssä voidaan luopua.
15 Vaikka esillä olevan sovellutusmuodon LC-elementin 300 edellä esitetty kuvaus viittasi esimerkkiin, jossa kanavaa 22 käytetään signaalisiirtojohtona, on myös mahdollista vaihtaa spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 ja kanavan 22 toiminnot keskenään, yhdistää kanavan 22 puoli maahan tai kiinteään potentiaaliin ja käyttää spiraa-!i* linmuotoista hilaelektrodia signaalisiirtojohtona. Tässä tapauksessa, kanava 22 voi-
> ( I
20 daan tehdä lyhyemmäksi kuin spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 injektoimalla • · · ·'" : suuri määrä p-tyyppisiä epäpuhtauksia haluttuun osaan kanavan 22 leikkaamiseksi < · · * · · • ·’ poikki, tai syövyttämällä osa p-Si-substraatista 30 kanavan 22 leikkaamiseksi • t · •;; j poikki.
, 25 Neljäs sovellutusmuoto « t · • · * · • · · » t * · ' · ’ Esillä olevan keksinnön neljännen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti eroaa » · · · kolmannesta sovellutusmuodosta käyttämällä ei-spiraalinmuotoisia muotoja hila- *; ’ elektrodille 10' ja kanavalle 22. Kuvioissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka · 30 vastaavat kolmannen sovellutusmuodon osia.
23 1 14054
Kuvio 18 on kaaviokuva tämän keksinnön neljännen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä 400. Tämän sovellutusmuodon tapauksessa, noin puolet kuviossa 1 esitetystä hilaelektrodista 10' on poistettu, samalla kun varauksenkuljettajia on injektoitu p-Si-substraattiin tätä poistettua osaa vastaavaan paikkaan.
5
Induktanssi- ja kapasitanssiarvoja lukuun ottamatta, tämän LC-elementin 400 sijais-kytkentä on sama kuin kuviossa 17 näytetyllä kolmannella sovellutusmuodolla. Kuten kuviossa on näytetty, vain sen vaikutuksesta että hilaelektrodin 10' koverien ja kuperien osien määrä on pienempi, induktanssi L3 pienenee, ja sitä vastaava jakau-10 tuneen vakion tyyppinen kapasitanssi myös pienenee.
Tällä tavalla tämän sovellutusmuodon LC-elementin 400 tapauksessa, ei-spiraalin-muotoinen hilaelektrodi 10'ja kanava 22 muodostavat jakautuneen vakion tyyppisen induktanssin ja kapasitanssin, ja muodostuu elementti, joka toimii erinomaisilla vai-15 mennusominaisuuksilla.
Muuttamalla maaelektrodiin 16 syötettyä hilajännitettä, yhdenmukaisesti ei-spiraa-linmuotoisen hilaelektrodin 10' kanssa muodostetun kanavan 22 vastusta voidaan muuttaa, tehden mahdolliseksi LC-elementin 400 vaimennusominaisuuksien vaih- 4 4 4 20 deltavan säätämisen.
• · ·
* * I
Mk · • · · • · · : .* Myös käyttämällä hyväksi sulkutyyppistä rakennetta, jolloin n-tyyppisiä varauksen- M« ····’ kuljettajia injektoidaan ennalta kanavan 22 paikkaan, vieläpä jos tulo-/lähtöelekt- • · · *·* rodien 18 ja 20 kautta syötetyn signaalijännitteen taso on positiivinen, voidaan kana- 25 va 22 muodostaa.
• · · 4 4 4 4 • 4 ‘! ’ Myös LC-elementtiin sisältyvät samat edut kuin on edellä kuvatuilla sovellutusmuo- » · 4 4· ’· ” doilla ilmaistuna sellaisilla termeillä kuten että LC-elementti voidaan konstruoida • · ’ ·; · * käyttämällä puolijohdevalmistustekniikkaa ja voidaan muodostaa LSI tai muun lait- :: 30 teen osana, samalla kun langoitustyöstä seuraavassa käsittelyssä voidaan luopua.
* * 4 24 1 14054
Myös koska hilaelektrodi 10' ja kanava 22 ovat ei-spiraalinmuotoisia, signaalin tulo-/lähtöjohdotus voidaan suorittaa samassa tasossa kuin hilaelektrodi 10' ilman ylikulkua.
5 Viides sovellutusmuoto
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön viidennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä viitaten oheisiin piirustuksiin.
10 Vaikka edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementit 100, 200, 300 ja 400 toimivat normaalimuototyyppisinä elementteinä, tämän toteutusmuodon LC-ele-mentti 500 on muodostettu toimimaan nelinapaisena yhteismuototyyppisenä elementtinä.
15 Kuvio 19 on kaaviokuva viidennen toteutusmuodon mukaisesta LC-elementistä 500.
Kuten kuviossa on näytetty, tämä LC-elementti käsittää kanavan 22, joka on muodostettu yhdenmukaisesti spiraalinmuotoisen hilaelektrodin kanssa, liitettynä lähteen 12 ja nielun 14 välille, jotka on muodostettu lähellä p-Si-substraaatin 30 pintaa oleviin paikkoihin. Myös, tulo-/lähtöelektrodit 46 ja 48 on liitetty tämän spiraalin-·.·* 20 muotoisen hilaelektrodin 10 molempiin päihin. Nämä yksityiskohdat eroavat kuvi- · ossa 1 kuvatusta LC-elementistä 100.
' · · ;;; Kuvio 20 näyttää LC-elementin 500 vastinpiirin. Kuten kuviossa on näytetty, toimii » · · • · · * kanava 22, joka on muodostettu kahden tulo-/lähtöelektrodin 18 ja 20 välille lähteen . 25 12 ja nielun 14 kautta, kelana, jolla on induktanssi LI, ja samanaikaisesti, toimii « · · spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10, joka on muodostettu kahden tulo-/lähtö- • » • elektrodin 46 ja 48 välille kelana, jolla on induktanssi L2. Lisäksi, kanavaa 22 ja spiraalinmuotoista hilaelektrodia 10 käytetään signaalisiirtojohtoina, ja samanaikai- ':' sesti muodostuu jakautuneen vakion tyyppinen kondensaattori, jolla on kapasitanssi 30 C niiden välille samalla tavalla kuin ensimmäisen sovellutusmuodon LC- * · '··’ elementissä 100, 25 1 14054
Niin muodoin tämän sovellutusmuodon LC-elementin 500 tapauksessa, ei muodostu ainoastaan yhdenmukaisesti spiraalinmuotoisen hilaelektrodin kanssa kanava 22, vaan myös varustamalla kaksi tulo-/lähtöelektrodia 46 ja 48 spiraalinmuotoisen hila-5 elektrodin kumpaankin päähän, toteutetaan nelinapaisen yhteismuototyyppisen elementin erinomaiset vaimennusominaisuudet omaavat toiminnot.
Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa LC-elementeissä 100 ja 300, muuttamalla spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin syötettyä hilajännitettä, voidaan yhdenmukai-10 sesti spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 kanssa muodostetun kanavan 22 vastusta muuttaa, ja LC-elementin 500 vaimennusominaisuuksia voidaan vaihdellen säätää tietyssä alueessa.
Myös käyttämällä sulkutyyppistä rakennetta, jossa n-tyyppisiä varauksenkuljettajia 15 injektoidaan ennalta käsin kanavan 22 paikkaan, vieläpä jos tulo-/lähtöelektrodien kautta syötetyn signaalijännitteen taso on positiivinen, voidaan kanava 22 muodostaa.
Myös lukuun ottamatta edellä mainittuja rakenne-eroja (eli eroja näistä rakenne-
I I I
'···* 20 eroista johtuvissa ominaisuuksissa), tämän sovellutusmuodon LC-elementillä 500 • · · : on sama poikkileikkausrakenne ym. kuin edellä mainittujen LC-elementtien LC- • * · * elementeillä. LC-elementtiin 500 sisältyvät samat edut kuin on edellä kuvatuilla sovellutusmuodoilla ilmaistuna sellaisilla termeillä kuin että LC-elementti 500 * voidaan konstmoida käyttämällä MOS-valmistustekniikkaa ja se voidaan muodostaa . 25 LSI- tai muun laitteen osana, samalla kun langoitustyöstä voidaan luopua seuraavas- [!!! sa käsittelyssä.
* · ;,, · Kuudes sovellutusmuoto > t * * # ·*·* 30 Tämän keksinnön kuudennen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti 600 on '’··* pohjimmiltaan sama kuin viidennen sovellutusmuodon LC-elementti, pääeron 26 1 14054 ollessa hilaelektrodin 10' ja kanavan 22 ei-spiraalinmuodot. Oheisissa piirustuksissa käytetään samoja nimityksiä osille, jotka vastaavat viidettä sovellutusmuotoa.
Kuvio 21 on kaaviokuva kuudennen sovellutusmuodon mukaisesta LC-elementistä 5 600. Kuten kuviossa on näytetty, tämä LC-elementti muodostuu kanavasta 22, joka on muodostettu yhdenmukaisesti hilaelektrodin 10' kanssa, liitettynä lähelle p-Si-substraatin 30 pintaa oleviin paikkoihin muodostettujen lähteen 12 ja nielun 14 välille. Myös tulo-/lähtöelektrodit 46 ja 48 on yhdistetty tämän hilaelektrodin 10' kuhunkin päähän. Nämä yksityiskohdat eroavat kuviossa 11 näytetystä LC-10 elementistä 200.
Lukuun ottamatta induktanssi- ja kapasitanssiarvoja, tämän LC-elementin 600 vastinkytkentä on sama kuin kuviossa 20 näytetyllä viidennellä sovellutusmuodolla. Tämän sovellutusmuodon LC-elementin 600 tapauksessa, ei pelkästään kanava 22 15 ole muodostettu yhdenmukaisesti ei-spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10' kanssa, vaan myös varustamalla kaksi tulo-/lähtöelektrodia 46 ja 48 ei-spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 kuhunkin päähän, voidaan saavuttaa erinomaiset vaimennus-ominaisuudet omaavat nelinapaisen yhteismuototyyppisen elementin toiminnot.
» » 20 Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa LC-elementeissä, muuttamalla ei-spiraalin- • * · : muotoiseen hilaelektrodiin 10' syötettyä hilajännitettä, voidaan yhdenmukaisesti ei- < i t • · · : ·' spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10' kanssa muodostetun kanavan 22 vastusta « · · *··· muuttaa, ja LC-elementin 600 vaimennusominaisuuksia voidaan vaihdeltavasti • # · ·’ * säätää tietyssä alueessa.
25 • * ‘ LMyös käyttämällä hyväksi sulkutyyppistä rakennetta, jolloin n-tyyppisiä varauksen- C kuljettajia injektoidaan ennalta kanavan 22 paikkaan, vieläpä jos tulo-/lähtöelekt- *; * *· rodien 18 ja 20 kautta syötetyn signaalijännitteen taso on positiivinen, voidaan kana- • · ’ ·; · * va 22 muodostaa.
:..0 30
Myös lukuun ottamatta edellä mainittuja rakenne-eroja (eli eroja näistä rakenne- 27 1 14054 eroista johtuvissa ominaisuuksissa), tämän sovellutusmuodon LC-elementillä 600 on sama poikkileikkausrakenne ym. kuin edellä mainittujen LC-elementtien LC-elementeillä. LC-elementti 600 voidaan konstruoida käyttämällä MOS-valmistustek-niikkaa ja se voidaan muodostaa LSI- tai muun laitteen osana, samalla kun langoi-5 tustyöstä voidaan luopua seuraavassa käsittelyssä. Nämä ja muut yksityiskohdat ovat samoja kuin edellä kuvatuissa LC-elementeissä.
Myös, koska hilaelektrodi 10' ja kanava 22 ovat ei-spiraalinmuotoisia, signaalin tulo-/lähtölangoitus voidaan suorittaa samassa tasossa kuin hilaelektrodi 10' ilman 10 ylikulkua.
Seitsemäs sovellutusmuoto
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön seitsemännen sovellutusmuodon mukaises-15 ta LC-elementistä viitaten oheisiin piirustuksiin.
Suhteessa edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementteihin, joissa muodostettiin yksi spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10, seitsemännen sovellutusmuodon « mukaisen LC-elementin 700 tapauksessa, spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 on •.., · 20 jaettu useaan (esimerkiksi 2) segmenttiin.
• I t • * » · • ♦ · • · · : · * Kuvio 22 on kaaviokuva seitsemännen toteutusmuodon mukaisesta LC-elementistä • I t • · · · 700. Kuten kuviossa on näytetty, tämä LC-elementti 700 on konstruoitu korvaamalla ·’ * kuviossa 1 näytetyssä LC-elementissä käytetty spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 25 hilaelektrodisegmenteillä 10—1 ja 10—2. Maaelektrodit 16 on kytketty näiden '!!! jaettujen spiraalinmuotoisten hilaelektrodisegmenttien 10—1 ja 10—2 toiseen päähän (ulomman spiraalinmuotoisen hilaelektrodisegmentin 10—1 ulompaan • · *· ‘‘ kehän päähän ja sisemmän spiraalinmuotoisen hilaelektrodisegmentin sisempään • · ·;*" kehän päähän). Maadoittamalla kukin maaelektrodi 16 maadoitetaan hilaelektro- 30 disegmenttien 10—1 ja 10—2 ja muodostamat kelat. Vaihtoehtoisesti kytkemällä nämä maaelektrodit 16 kiinteän potentiaalin omaavaan virtalähteeseen, asetetaan
* » I
28 1 14054 hilaelektrodisegmenttien 10—1 ja 10—2 muodostamat kelat tähän kiinteään potentiaaliin.
Koska spiraalinmuotoinen hilaelektrodi 10 on jaettu, muodostuu jaettujen hilaelekt-5 rodisegmenttien välille tila ja on olemassa vaara kanava 22 katkaisemisesta. Siksi, tämän sovellutusmuodon tapauksessa, järjestetään injektoimalla n-tyyppisiä epäpuhtauksia p-Si-substraatin 30 pintaan vastaten tilaosia jaettujen hilasegmenttien välillä. Joukko jaettuja hilaelektrodisegmenttejä 10—1 ja 10—2 vastaten muodostettuja kanavia 22 toimii siten yhtenä johteena tämän diffuusioalueen kautta.
10
Kuvio 23 näyttää seitsemännen sovellutusmuodon mukaisen LC-elementin 700 vas-tinpiirin. Kuten kuviossa on näytetty, yhdenmukaisesti jaettujen hilaelektrodisegmenttien 10—1 ja 10—2 kanssa muodostettu kanava 22 toimii kelana, jolla on induktanssi LI, ja samanaikaisesti jaetut hilaelektrodisegmentit toimivat keloina, 15 joilla on induktanssit L4 ja L5. Myös, kanava 22 ja jaettu hilaelektrodisegmentti 10—1, ja kanava 22 ja jaettu hilaelektrodisegmentti 10-2 toimivat kondensaattoreina, joilla on kapasitanssit C2 ja C3. Lisäksi, nämä kondensaattorit on muodostettu jakautuneen vakion tyyppisiksi.
· · ,,·* 20 Tämän sovellutusmuodon LC-elementissä 700, jaettujen hilaelektrodisegmenttien : : itseinduktanssi L4 ja L5 tulee pienemmäksi. Niin muodoin näiden itseinduktanssien : vaikutus LC-elementin 700 kokonaisominaisuuksiin on pieni, ja kanavan 22 induk tanssi LI ja jakautuneen vakion tyyppiset kapasitanssit C2 ja C3 määräävät suurim-'·’ man osan LC-elementin 700 ominaisuuksista. Niin muodoin, muuttamalla spiraa- 25 linmuotoisen hilaelektrodin 10 jakotilaa, voidaan muodostaa LC-elementtejä, joilla • * · *;;; on erilaiset ominaisuudet kuin ensimmäisessä ja muissa sovellutusmuodoissa kuva- * · ’* tuilla LC-elementeillä, lisäten täten suunnittelun vapausastetta.
' * * · ‘ Myös käyttämällä hyväksi sulkutyyppistä rakennetta, jolloin n-tyyppisiä varauksen- 30 kuljettajia injektoidaan ennalta käsin kanavan 22 paikkaan, vieläpä jos tulo-/lähtö-•.,. · elektrodien 18 ja 20 kautta syötetyn signaalijännitteen taso on positiivinen, voidaan 29 1 14054 kanava 22 muodostaa.
Lisäksi edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementtien kanssa yhteisiin etuihin kuuluvat yksityiskohdat, että LC-elementti 600 voidaan konstruoida käyttä-5 mällä MOS-valmistustekniikkaa ja se voidaan muodostaa LSI- tai muun laitteen osana, langoitustyöstä voidaan luopua seuraavassa käsittelyssä. Myös, muuttamalla spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 syötettyä jännitettä, voidaan LC-elementin kokonaisvaimennusominaisuuksia muuttaa.
10 Kuviossa 22 näytetyn tämän sovellutusmuodon LC-elementin 700 rakennekuvan tapauksessa, vaikka kanavaa 22 käytettiin signaalisiirtojohtona, ja spiraalinmuotoi-nen hilaelektrodi 10 oli jaettu useisiin segmentteihin, vastaavasti kanavan 22 jakaminen useisiin segmentteihin on myös mahdollista. Tässä tapauksessa, koska kanava 22 on jaettava sähköisesti useisiin segmentteihin tilassa, jossa spiraalinmuotoiseen 15 hilaelektrodiin syötetään jännite, on tarpeellista jakaa kanava 22 useisiin segmentteihin injektoimalta ennakolta p-tyyppisiä epäpuhtauksia, tai tekniikalla kuten syövyttämällä osa p-Si-substraatista osassa, johon tämä kanava 22 muodostetaan.
j' Kahdeksas sovellutusmuoto 20 i : : Esillä olevan keksinnön kahdeksannen sovellutusmuodon mukainen LC-elementti • ·' eroaa ensimmäisestä sovellutusmuodosta pääasiallisesti käyttämällä ei-spiraalin-» · · *···* muotoisia muotoja hilaelektrodille 10 ja kanavalle 22. Kuvioissa käytetään samoja ’·’ nimityksiä osille, jotka vastaavat ensimmäisen sovellutusmuodon osia.
25 • i · ’ *.;; Kuvio 24 on kaaviokuva tämän keksinnön kahdeksannen sovellutusmuodon mukai- • · ’! ‘ sesta LC-elementistä 800. Kuten kuviossa on näytetty, LC-elementti on konstruoitu * · • · · ’· "· korvaamalla kuviossa 11 näytetyn LC-elementin meanderimuotoinen hilaelektrodi • · ’ ·; *' 10' hilaelektrodisegmenteillä 10'—1 ja 10'—2.
t * ·
Lukuun ottamatta induktanssi- ja kapasitanssiarvoja, LC-elementin 800 vastinkyt- 30 » 114054 kentä on sama kuin seitsemännellä sovellutusmuodolla, eli kuvio 28. Kahdeksannen sovellutusmuodon LC-elementissä 800, jaettujen hilaelektrodisegmenttien 10'—1 ja 10'—2 itseinduktanssi L4 ja L5 tulee pienemmäksi. Niin muodoin näiden itseinduk-tanssien vaikutus LC-elementin 800 kokonaisominaisuuksiin on pieni, ja kanavan 5 22 induktanssi LI ja jakautuneen vakion tyyppiset kapasitanssit C2 ja C3 määräävät suurimman osan LC-elementin 800 ominaisuuksista. Siksi, muuttamalla spiraalin-muotoisen hilaelektrodin 10 jakotilaa, voidaan muodostaa LC-elementtejä, joilla on erilaiset ominaisuudet kuin ensimmäisessä ja muissa sovellutusmuodoissa kuvatuilla LC-elementeillä, lisäten täten suunnittelun vapausastetta.
10
Myös käyttämällä hyväksi sulkutyyppistä rakennetta, jolloin n-tyyppisiä varauksen-kuljettajia injektoidaan ennalta käsin kanavan 22 paikkaan, vieläpä jos tulo-/lähtö-elektrodien 18 ja 20 kautta syötetyn signaalijännitteen taso on positiivinen, voidaan kanava 22 muodostaa.
15
Lisäksi edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementtien kanssa yhteisiin etuihin kuuluvat yksityiskohdat, että LC-elementti 800 voidaan konstruoida käyttämällä puolijohdevalmistustekniikkaa ja se voidaan muodostaa LSI- tai muun laitteen I* osana, langoitustyöstä voidaan luopua seuraavassa käsittelyssä. Myös, muuttamalla 20 spiraalinmuotoiseen hilaelektrodiin 10 syötettyä jännitettä, voidaan LC-elementin · kokonaisvaimennusominaisuuksiamuuttaa.
Myös, koska hilaelektrodi 10' ja kanava 22 ovat ei-spiraalinmuotoisia, signaalin *·* ' tulo-/lähtölangoitus voidaan suorittaa samassa tasossa kuin hilaelektrodi 10' ilman 25 ylikulkua.
';' Yhdeksäs sovellutusmuoto • * · ’ ·; · ‘ Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön yhdeksännen sovellutusmuodon mukaises- *,·,*· 30 ta LC-elementistä viitaten oheisiin piirustuksiin.
114054 31
Yleisesti kelatoiminto, jolla on ennalta määrätty induktanssi saavutetaan käyttämällä johtimelle spiraalinmuotoa. Myös, kuten edellä on mainittu, kelatoiminto, jolla on ennalta määrätty induktanssi saavutetaan tapauksissa, joissa meanderimuotoa käytetään hilaelektrodille 10'ja kanavalle 22. Kuitenkin, tapauksissa, joissa tulosignaalin 5 taajuuskaista on rajoitettu suuriin taajuuksiin, muut muodot kuin spiraali ja meande-ri, ja äärimmäisessä tapauksissa suoran viivan muoto, voivat toimia keloina, joilla on induktanssikomponentti. Tämän sovellutusmuodon LC-elementti ottaa huomioon nämä yksityiskohdat ja koskee hilaelektrodien muodostamista muussa kuin spiraalin tai meanderin muodossa.
10
Kuviot 25A, 25B, 26A ja 26B ovat kaaviokuvia LC-elementeistä, joissa hilaelektro-dilla 10'ja kanavalla 22 on suoran viivan muodot.
Kuvio 25A vastaa edellä mainittuja kuvioita 1 ja 11, ja kuvaa kolminapaistyyppistä 15 LC-elementtiä, jossa kanava 22 on muodostettu yli hilana toimivan hilaelektrodin 10' koko pituuden. Kuviossa näytetty LC-elementti voi olla joko avaustyyppinen tai sulkutyyppinen.
Kuvio 25B vastaa kuvioita 16 ja 18. Hilaelektrodi 10' on sijoitettu vastakkain kana-‘: 20 van 22 osan kanssa ja varauksenkuljettajia injektoidaan ennakolta kanavan 22 osaan, » S · joka ei ole vastakkain hilaelektrodin 10' kanssa. Sulkutyyppi on myös mahdollinen, * » * : · * jossa varauksenkuljettajia injektoidaan ennakolta kanavan 22 koko pituuden yli.
f I I
* * Kuvio 26A vastaa kuvioita 19 ja 21, ja näyttää yhteismuototyyppisen tapauksen, 25 jossa tulo-/lähtöelektrodit 46 ja 48 on muodostettu suoran viivan muotoisen hila-’!!! elektrodin 10' molempiin päihin. Kuvio 26B vastaa kuvioita 22 ja 24, ja näyttää a » ”* tapauksen, jossa on jäljestetty useita jaettuja hilaelektrodisegmenttejä 10—1'ja 10— 2'.
a a a · * :,· 30 Kuviot 27A ja 27B ovat kaaviokuvia LC-elementeistä, jotka käyttävät kaaren *·* muotoja ja sinimuotoja hilaelektrodille 10' ja kanavalle 22. Kuvio 27A näyttää 114054 32 tapauksen missä kaarella on suuri kaarevuussäde. Kuviossa 27A näytetyt hila-elektrodin 10' ja kanavan 22 muodot ovat sopivia tapauksissa, joissa muita komponentteja ym. pitää jäljestää paikkoihin, jotka estävät lähteen 12 ja nielun 14 yhdistämisen suoraa viivaa pitkin.
5
Kuvio 27B näyttää sinimuotoisen tapauksen. Vaikka ei yhtä suuri kuin kuviossa 11 kuvatulla meanderimuodolla ja muilla, on tällä elementillä suurempi induktanssi-komponentti verrattuna suoraa viivaa käyttävään tapaukseen tai suuren kaaren tapauksiin hilaelektrodille 10'ja muille rakenteille.
10
Kuvio 28 on kaaviokuva LC-elementistä, jonka hilaelektrodilla 10' ja kanavalla 22 on epätäydellisen ympyrän muoto. Kuvio 29 on kaaviokuva LC-elementistä, jonka hilaelektrodilla 10' ja kanavalla 22 on epätäydellisen ympyrän muoto, jonka päässä on taakse taitettu osuus. Kuten näissä kuvioissa on näytetty, muodostamalla hila-15 elektrodi 10' ja kanava 22 ympyrän muotoon, voidaan muodostaa LC-elementti, jolla on pieni induktanssi. Myös, kuten on näytetty kuviossa 29, taittamalla osa hilaelektrodin 10' ja kanavan 22 toisesta päästä (tai molemmista päistä) takaisinpäin, voidaan synnytetty magneettivuo kumota osittain ja pienentää induktanssia, mahdol-., : * listaen täten LC-elementin kokonaisinduktanssin eli taajuusvasteen säätämisen.
20 • ♦ I t · '· '·' Tarkoituksessa yksinkertaistaa kuvausta, vaikka edellä mainitut kuviot 25A—29 : · * vastaavat vain kuviossa 25A näytettyä LC-elementtiä, voidaan samoja periaatteita s # · * ·; j soveltaa kuvioissa 25B, 26A ja 26B näytettyihin tyyppeihin.
• * · * » · 25 Kuten esitettiin, kuvioissa 25A—29 näytetyt LC-elementit liittyvät muihin kuin hila- • > · 'il! elektrodin 10' ym. meanderimuotoihin. Samalla tavalla kuin edellä kuvatuissa sovel- • ’ lutusmuodoissa 1—8 voidaan saavuttaa toiminnot kuten kohinasuotimet, joilla on • I · ' ; * erinomaiset vaimennusominaisuudet. Samalla tavalla kuin edellä kuvatuilla LC- > · ;* elementeillä 100 ja muilla edellä olevilla sovellutusmuodoilla, muuttamalla hila- .* 30 elektrodille 10' syötettyä hilajännitettä, voidaan yhdenmukaisesti hilaelektrodin 10' ·* kanssa muodostetun kanavan 22 vastusta muuttaa, ja LC-elementin vaimennusomi- 114054 33 naisuuksia voidaan vaihtelevasti säätää kokonaisuutena tietyssä alueessa.
Lisäksi, LC-elementti 800 voidaan konstruoida käyttämällä puolijohdevalmistustek-niikkaa ja se voidaan muodostaa LSI- tai muun laitteen osana, samalla kun lan-5 goitustyöstä voidaan luopua seuraavassa käsittelyssä. Nämä ja muut yksityiskohdat ovat samoja kuin edellä kuvattujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä ja omataan samat edut kuin on näillä sovellutusmuodoilla.
Tällä tavalla, tapauksissa, joissa sovellukset rajoittuvat korkean taajuuskaistan 10 signaaleihin, koska muuta toivottua muotoa kuin spiraalinmuotoa voidaan käyttää hilaelektrodille 10' ja kanavalle 22 (tai ainoastaan kanavalle 22), voidaan muodostaa LC-elementti niin, että se käyttää tehokkaasti hyväksi puolijohdesubstraatin pinnalla käytettävissä olevan tilan.
15 Muut sovellutusmuodot
Seuraavassa on kuvaus tämän keksinnön muihin sovellutusmuotoihin liittyvistä LC-elementeistä viitaten oheisiin kuvioihin.
♦ t ♦ • II* • · * · · · * 20 Edellä mainittuj en sovellutusmuotoj en LC-elementeissä, vaikka lähde 12 j a nielu 14 » » ·· : oli järjestetty erillisiin paikkoihin lähelle elektrodin 10 molempia päitä, on myös • · « • ;* mahdollista muuntaa elektrodin 10 muotoa ja jäljestää lähde 12 ja nielu 14 lähekkäi- t t · ’;;; siin paikkoihin.
• · · 25 Esimerkiksi, kuten kuviossa 30 on näytetty, yhdessä lähteen 12 ja nielun 14 jäijestä-misen kanssa LC-elementin 100 ym. lähekkäisiin paikkoihin, elektrodin 10 toista • · päätä on jatkettu saavuttamaan nielu 14. Myös, kuten on näytetty kuviossa 31, yh- ta· ; t ’ · dessä lähteen 14 ja nielun järjestämisen kanssa vierekkäisiin paikkoihin, hilaelektro- > » • » '!* di 10 on taitettu taaksepäin samalla kun säilytetään LC-elementin 100 muoto ja 1 : * ‘ 30 vastaava.
’ · 34 1 14054 Tällä tavalla muuntamalla elektrodin 10 muotoa, lähteen 12 ja nielun 14 paikat ovat lähekkäisiä, ja maaelektrodi 16, ja tulo-/lähtöelektrodit 18 ja 20, voidaan muodostaa lähes samoihin paikkoihin. Niin muodoin, voidaan langoitus suorittaa liitosnapoja varustettaessa helposti ja seuraava käsittely voidaan suorittaa helpommin.
5
Samaten kuviot 32 ja 33 ovat lyhennettyjä piirustuksia kuvaten tapausta liitosna-pojen varustamisesta kemiallisilla nestefaasimenetelmillä. Kuvio 32 näyttää kaavio-kuvaa näiden sovellutusmuotojen mukaisen LC-elementin varustamisesta liitosna-voilla. Esimerkiksi, tapaus liitosnapojen varustamisesta ensimmäisen sovellutus-10 muodon LC-elementille kemiallisella nestefaasimenetelmällä on näytetty (soveltuu myös liitosnapojen varustamiseen muiden sovellutusmuotojen LC-elementeille). Kuviossa 32 näytetty LC-elementti eroaa ensimmäisen sovellutusmuodon LC-elementistä 100 lyhennetyillä tulo-/lähtöelektrodeilla 18 ja 20, ja jättämällä pois maaelektrodi 16.
15
Kuviossa 33 näytetty LC-elementin poikkileikkaus vastaa pitkin kuvion 32 puolijoh-desubstraatin viivaa C-C katsottua poikkileikkausta ennen seuraavan prosessin läpikäyntiä.
i t · * « » ...* 20 Tapauksessa, jossa LC-elementillä on sellainen poikkileikkaus kuin on näytetty ; : : kuviossa 33, puolijohdesubstraatin leikkaamisen jälkeen kutakin LC-elementtiä var- • t i • | * ten, piidioksidikalvo 60 muodostetaan eristekerrokseksi kaikkien erilleen leikattujen tl· ;;; sirujen (elementtien) pinnoille kemiallisella nestefaasikäsittelyllä. Sitten poistetaan • · » i · · * syövyttämällä spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 tai tulo-/lähtöelektrodien 18 ja . 25 20 yläpuolella oleva piidioksidikalvo. Nämä aukot suljetaan juotosmetallilla niiden ^ t kohottamiseksi pinnasta niin että esiinpistävä juotosmetalli 62 voi tehdä suoran kon- taktin painokytkentälevyn alueisiin. Niin muodoin seurauksena olevat olosuhteet • · ; # ’ ovat suotuisia pinta-asennukselle. Erityisesti, tekemällä kuviossa 33 näytettyjen tulo- * » * · ’; ’ /lähtöelektrodien 18 (sekä tulo-/lähtöelektrodien 20) korkeus samaksi kuin spiraalin- ' !.· 30 muotoisella hilaelektrodilla 10, esiinpistävä juotosmetalli 62 voidaan muodostaa • · * lähes samankorkuiseksi muodostamaan suotuisammat olosuhteet pinta-asennukselle.
35 114054
Muita materiaaleja kuten synteettistä hartsia voidaan käyttää elementin pinnan suo-jaavaksi kalvoksi. Laservaloa voidaan myös käyttää suojaavan kalvon lävistämiseen.
Myös maaelektrodi 16 voidaan muodostaa spiraalinmuotoisen hilaelektrodin toiseen 5 päähän, j a sitten panna j uotosmetallia tähän osuuteen.
Kuvio 34 on kuvaava piirustus tapauksesta missä edellä mainittujen sovel-lutusmuotojen LC-elementit muodostetaan LSI- tai muun laitteen osina. Kuten kuviossa on näytetty, edellä mainittujen sovellutusmuotojen LC-elementit 100 ym. on 10 asennettu puolijohdesirulle 44 sijoittamalla ne signaali- ja/tai virtalähdejohtoihin 46. Erityisesti, koska edellä olevien sovellutusmuotojen LC-elementit voidaan tehdä samanaikaisesti prosessilla, jolla muodostetaan erityyppiset piirit puolijohdesirulle 44, on olemassa etu että langoitus ja muu työstö seuraavassa käsittelyssä on tarpeetonta.
15
Seuraavassa on annettu esimerkkejä LC-elementtien käytöstä todellisten elektronisten piirien osana. Vaikka nämä esimerkit on annettu käyttämällä elementtiä 100, LC-elementtejä, joita on kuvattu toisesta sovellutusmuodosta eteenpäin, voidaan • I i ;; käyttää samalla tavalla.
20 ; ‘,: Yleisesti koskien edellä olevien sovellutusmuotojen LC-elementtejä, kelan muodos- * * · ) tavalla kanavalla 22 on suuri vastus ja signaalijännitteen vaimenemista tapahtuu • * · kahden tulo-/lähtöelektrodin 18 j a 20 välillä. Tästä syystä, käytettäessä näiden sovel- lutusmuotojen LC-elementtiä piirin osana, käytännöllinen rakenne saavutetaan ,:, 25 kytkemällä suuren tuloimpedanssin omaava puskuri ulostulopuolelle. Myös yhdis- tettäessä tämän keksinnön mukaisen LC-elementin ulostulopuolelle puskuri, voi- , ‘ , daan edelle olevien sovellutusmuotojen LC-elementtien ulostuloimpedanssi sovittaa * · · • « > seuraavan asteen piirin sisäänmenoimpedanssiin. Lisäksi voidaan LC-elementin * · ’ · ’ ulostuloa virtavahvistaa.
30
Kuviot 35A, 35B ja 35C kuvaavat esimerkkejä puskurin kytkemisestä ulostulopuo- 36 114054 lelle. Kuvio 35A kuvaa tapausta MOSFETiistä ja vastuksesta muodostuvan läh-deseuraajan käyttämisestä puskurina. Koska tämän lähdeseuraajan muodostavalla MOSFETrllä on sama MOS-rakenne kuin edellä mainittujen sovellutusmuotojen LC-elementeillä, voidaan muodostaa yleis-LC-elementti niin että se sisältää tämän 5 lähdeseuraaj an yksilöidyssä muodossa.
Samaten kuvio 35B kuvaa tapausta kahdesta Darlington-kytkennässä olevasta bipo-laaritransistorista ja vastuksesta muodostuvan emitteriseuraajan käyttämisestä puskurina. Koska edellä olevien sovellutusmuotojen LC-elementtien ja bipolaari-10 transistorien rakenne eroavat toisistaan vain vähäisesti, ne voidaan muodostaa samalle puolijohdesubstraatille, ja voidaan muodostaa yleis-LC-elementti sisältämään tämän emitteriseuraajan yksilöidyssä muodossa. Lähempänä ulostuloa olevan transistorin toimintapiste voidaan lisäksi stabiloida maadoittamalla transistorin kanta vastuksen kautta.
15
Kuvio 35C näyttää toisen puskurikytkennän, joka käyttää estosuuntaisella esijännit-teellä varustettua p-kanava MOSFET :tiä.
•: Kuviot 36A ja 36B kuvaavat esimerkkejä vahvistinpiirin kytkemisestä ulostulopuo- *; ’ 20 lelle. Kuvio 36A näyttää tapauksen kahdesta MOSFET:istä ja vastuksista muodos tuvan vahvistinkytkennän käyttämisestä puskureina. Koska tämän vahvistin- • · ! kytkennän muodostavilla MOSFET:eillä on sama MOS-rakenne kuin edellä olevien sovellutusmuotojen LC-elementeillä, voidaan yleis-LC-elementti muodostaa niin että se sisältää tämän vahvistinkytkennän yksilöidyssä muodossa. Tämän kytkennän 25 vahvistuskerroin on 1 + (R2/R1) ja käyttämällä R2 = 0, saadaan emitteriseuraajan . * * ·. vastine.
t » • * · .' Myös kuvio 36B näyttää tapauksen, jossa käytetään kahdesta bipolaaritransistorista • ja vastuksesta muodostuvaa vahvistinta. Koska edellä olevien sovellutusmuotojen * » * *;;; * 30 LC-elementtien ja bipolaaritransistorien rakenne eroavat toisistaan vain vähäisesti, ’ ' ne voidaan muodostaa samalle puolijohdesubstraatille, ja voidaan muodostaa yleis- 37 1 14054 LC-elementti sisältämään tämän vahvistinkytkennän 38 yksilöidyssä muodossa. Tämän kytkennän vahvistuskerroin on 1 + (R2/R1) ja käyttämällä R2 = 0, saadaan emitteriseuraajan vastine.
5 Tällä tavalla, jäljestämällä vahvistinkytkennät ulostulopuolelle, voidaan LC-elemen-tin 100 ym. kelakomponentin (kanava 22) vaimentama signaali palauttaa vahvistamalla, voidaan saavuttaa erinomaisen SN-suhteen omaava ulostulosignaali, ja impedanssi voidaan sovittaa seuraaviin kytkentäasteisiin.
10 Myös kytkemällä ulostulopuolelle tasomuunnin, voidaan LC-elementin 100 ym. kelakomponentin vaimentama signaalitaso muuntaa tai kompensoida. Nämä taso-muunninkytkennät voidaan jäljestää yksilöidyssä muodossa LC-elementin 100 ym. kanssa samalle substraatille samanlaisena kun edellä mainitut puskurit.
15 Kuviot 37A ja 37B näyttävät esimerkkejä rakenteesta kun edellä mainittujen sovel-lutusmuotojen LC-elementteihin lisätään sisääntulosuojakytkennät. Siinä tapauksessa että LC-elementeillä on MOS-rakenne, siinä tapauksessa että aiheutetaan suuri jännite, esimerkiksi syöttämällä staattista sähköä spiraalinmuotoisen hilaelektrodin · · ;; 10 toiseen päähän jäljestettyyn maaelektrodiin 16 ym., voi spiraalinmuotoisen hila- 20 elektrodin 10 ja p-Si-substraatin 30 välinen eristekerros 26 (hilakalvo) tuhoutua.
iV Niin muodoin tarvitaan suojapiiri tarkoituksessa estää eristekerroksen 26 tuhoutu- » · ! minen staattisen sähkön tai vastaavan vaikutuksesta.
♦ » · ♦ · ·
Molemmat kuvioissa 37A ja 37B näytetyt suojapiirit muodostuvat joukosta diodeja 25 ja vastuksia. Kun hilaelektrodiin 10 syötetään suuri jännite, virta ohitetaan käyttö-teholähteeseen tai rungon maahan. Erityisesti, kuvion 37A piiri kestää useita satoja , voltteja elektrostaattista sähköä, kuvion 37B piirin kestäessä 1000—2000 V. Sopiva t -.7 suoj apiiri voidaan valita käyttöympäristön j a muiden ehtoj en perusteella.
• · • * · I;; 30 Koskien tämän keksinnön edellä esitettyjä sovellutusmuotoja, käytettäessä kanavaa signaalisiirtojohtona, voidaan signaalisiirtojohdolle asettaa erittäin suuri impedanssi 3s 1 14054 säätämällä hilajännitettä. Käyttämällä hyväksi tämän keksinnön LC-elementin tätä ominaisuutta, voidaan LC-elementti erottaa sähköisesti edellisistä ja seuraavista piirin asteista. Esimerkiksi, tapauksessa, jossa LC-elementti on sijoitettu datajoh-toon, joka käyttää kanavaa signaalisiirtojohtona, loogisen datan tulo tähän siirtoreit-5 tiin voidaan syöttää ulos suoraan, tai saattamalla tämän siirtoreitin vastus suureksi, voidaan siirtoreitin ulostulonapa pitää suuri-impedanssisena. Toisin sanoen sijoittamalla edellä mainittu LC-elementti datajohtoon, voidaan toteuttaa kolmitilapuskuri.
Lisäksi tätä keksintöä ei ole rajoitettu edellä mainittuihin sovellutusmuotoihin, vaan 10 lukuisat muunnelmat ovat mahdollisia tämän keksinnön puitteissa.
Esimerkiksi, koskien edellä mainittuja sovellutusmuotoja, LC-elementin jne. muodostamisen vaikutukset LSI- tai muun laitteen osana mainittiin, mutta muodostaminen LSI- tai muun laitteen osana ei ole oleellista. Sen jälkeen kun LC-elementti 100 15 ym. on muodostettu puolijohdesubstraatille, asianomaiset liitosnavat on jäljestetty maaelektrodia 16 ja tulo-/lähtöelektrodeja 18 ja 20 varten, tai on käytetty hyväksi kuviossa 33 esitetyn kaltaista kemiallista nestefaasiprosessia liitosnapojen jäqestä-miseksi, on muodostaminen diskreetiksi elementiksi myös mahdollista. Tässä > · · · tapauksessa, muodostamalla suuri määrä LC-elementtejä samalle puolijohdesubst- 20 raatille, sitten paloittelemalla puolijohdesubstraatti jälkeenpäin ja varustamalla ;1 \: liitosnavat LC-elementeille, on helppo massatuotanto mahdollista.
• t * li! Myös, vaikka edellä mainituissa sovellutusmuodoissa oli kuvattu hilaelektrodin muodostaminen alumiinista tai muusta metallista, huolehtimalla siitä että johtavuus 25 on riittävä, tätä ei ole rajattu metalliin, hilaelektrodi voidaan esimerkiksi muodostaa . · · ·, polysilikonista tai muusta materiaalista.
• I • * · !.,' Myös koskien edellä mainittuja sovellutusmuotoja, vaikka mainittiin maaelektrodin ''' 16 sijoittaminen spiraalinmuotoisen hilaelektrodin 10 toiseen päähän, tämän ei tar- » * * 30 vitse olla absoluuttinen loppupää. Taajuusominaisuuksien tarkastamisen jälkeen, voidaan paikkaa siirtää tarpeen mukaan.
114054
Myös, vaikka edellä mainitut sovellutusmuodot oli muodostettu käyttäen p-Si-subst-raattia 30, ne voidaan myös muodostaa samalla tavalla käyttämällä n-tyyppistä puo-lijohdesubstraattia (n-Si-substraatti). Puolijohdesubstraatti voi muodostua myös 5 muusta materiaalista kuin piistä, esimerkiksi sellaisesta materiaalista kuten germanium tai voidaan myös käyttää ei-kidemuotoista amorfista piitä.

Claims (12)

40 114054
1. LC-elementti, jolla on diffuusioalue ja/tai hila-alue, jotka muodostavat signaa-lisiirtojohdon, ja joka käsittää: 5 hilaelektrodin (10), jolla on määrätty induktanssi, ja joka on muodostettu puolijoh-desubstraatille (30), eristekerroksen (26) muodostettuna mainitun hilaelektrodin (10) ja mainitun puoli-johdesubstraatin (30) väliin, 10 ensimmäisen diffiiusioalueen, joka on muodostettu mainitussa puolijohdesubst-raatissa (30) olevan yhdenmukaisesti mainitun hilaelektrodin (10) kanssa muodostetun kanavan (22) yhteen päähän ja kontaktiin sen kanssa, toisen diffiiusioalueen (14), joka on muodostettu mainitussa puolijohdesubstraatissa (30) olevan mainitun kanavan (22) toiseen päähän ja kontaktiin sen kanssa, 15 mainittuun ensimmäiseen diffuusioalueeseen (12) sähköisesti liitetyn ensimmäisen tulo-/lähtöelektrodin (16), mainittuun toiseen diffuusioalueeseen (14) sähköisesti liitetyn toisen tulo-/lähtö-elektrodin (20), : mainitun hilaelektrodin (10) yhteen päähän sähköisesti liitetyn kolmannen elektrodin • > » • ; 20 (18), ja/tai • : mainitun hilaelektrodin (10) toiseen päähän sähköisesti liitetyn neljännen tulo- ; * /lähtöelektrodin (48), !! tunnettu siitä, että * · mainittu hilaelektrodi (10) ja mainittu kanava (22) on muodostettu spiraalin muo-,; t 25 toon tai meanderimuotoon tai kaaren muotoon, jolloin ne toimivat keloina, ja . * ·. hilaelektrodin (10) induktanssi ja kanavan (22) induktanssi ja hilaelektrodin (10) ja • I *, kanavan (22) väliin muodostunut kapasitanssi esiintyvät j akautuneessa muodossa. • * · t » i t
• · •' 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että ’ 30 mainittu hilaelektrodi (10) on jaettu joukkoon segmenttejä, kyseinen jaettu joukko hilasegmenttejä on kytketty toisiinsa sähköisesti, ja 4, 114054 diffiiusioalueet (13) on jäljestetty niihin kanavan osiin, jotka sijaitsevat jaettujen elektrodisegmenttien välissä.
3. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen LC-elementin käyttämiseksi piirissä, tunnettu siitä, että: syötetään signaali yhteen mainituista ensimmäisestä ja toisesta tulo-/lähtö-elektrodista (16,20) ja saadaan ulostulosignaali toisesta, ja mainittu kolmas elektrodi (18) liitetään kiinteän potentiaalin teholähteeseen tai 10 maahan.
4. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen LC-elementin käyttämiseksi nelinapaisena yhteismuototyyppisenä elementtinä, tunnettu siitä, että käyttö yh-teismuototyyppisenä elementtinä sallitaan siten, että sekä mainittu kanava että 15 mainittu hila ovat signaalisiirtojohtoja.
5. LC-elementti, jolla on hilaelementti, joka muodostaa signaalisiirtojohdon, käsittäen: • ; * hilaelektrodin (10), jolla on määrätty induktanssi, ja joka on muodostettu puolijoh- » · ' ·; ’ 20 desubstraatille (30), ;;'. * eristekerroksen (26) muodostettuna mainitun hilaelektrodin (10) ja mainitun puoli- ! johdesubstraatin (30) välille, diffuusioalueen (12) muodostettuna mainitussa puolijohdesubstraatissa (30) yhden- t · * mukaisesti mainitun hilaelektrodin (10) kanssa muodostetun kanavan (22) yhteen .:. 25 päähän, mainitun hilaelektrodin yhteen päähän sähköisesti liitetyn ensimmäisen tulo-'. _ /lähtöelektrodin, ,··’·, mainitun hilaelektrodin toiseen päähän sähköisesti liitetyn toisen tulo-/lähtöelekt- S » rodinja 30 mainitun kanavan yhteen päähän muodostettuun mainittuun diffuusioalueeseen säh- J I » > * köisesti liitetyn kolmannen elektrodin, 42 114054 tunnettu siitä, että mainittu hilaelektrodi (10) ja mainittu kanava (22) on muodostettu spiraalin muotoon tai meanderimuotoon tai kaaren muotoon, jolloin ne toimivat keloina, ja hilaelektrodin (10) induktanssi ja kanavan (22) induktanssi ja hilaelektrodin (10) ja 5 kanavan (22) väliin muodostunut kapasitanssi esiintyvät jakautuneessa muodossa.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen LC-elementti, tunnettu siitä, että mainittu hilaelektrodi (10) on jaettu joukkoon segmenttejä, ja mainittu kanava, joka on muodostettu mainittua hilaelektrodia vastaavasti, on jaettu 10 joukkoon segmenttejä, jotka on kytketty toisiinsa sähköisesti diffuusioalueilla (13).
7. Menetelmä patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukaisen LC-elementin käyttämiseksi piirissä, tunnettu siitä, että: syötetään signaali yhteen mainituista ensimmäisestä ja toisesta tulo-/lähtö-15 elektrodista j a saadaan ulostulosignaali toisesta, j a mainittu kolmas elektrodi liitetään kiinteän potentiaalin teholähteeseen tai maahan.
8. Piiri, joka käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1, 2, 5 ja 6 mukaisen LC- ' · · j elementin, tunnettu siitä, että se käsittää puskuripiirin (32, 34, 36), joka on kytketty 20 mainitun signaalisiirtojohdon ulostulopuolelle. » » · * 1 · » · · • » · • t
9. Piiri, joka käsittää patenttivaatimuksen 1 tai 2 yhdistettynä patenttivaatimukseen 8 " | · t mukaisen LC-elementin, tunnettu siitä, että mainitun kanavan (22) ulostulon kautta • 1 · saatavan signaalin vahvistava puskuripiiri (32, 34, 36) on kytketty joko mainitun 25 LC-elementin mainittuun ensimmäiseen diffuusioalueeseen (12) tai mainittuun ; ‘ 1'. toiseen diffuusioalueeseen (14).
, · ·, 10. Piiri, joka käsittää patenttivaatimuksen 1 tai 2 yhdistettynä patenttivaatimuksiin 8 tai 9 mukaisen LC-elementin, tunnettu siitä, että se käsittää välineet mainittuun 30 hilaelektrodiin syötetyn hilajännitteen vaihtelevaksi asettamiseksi siten, että mainitun kanavan vastus on vaihtelevasti säädettävä. 43 1 14054
11. Piiri, joka käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1, 2, 5 ja 6 mukaisen LC-elementin, tunnettu siitä, että se käsittää mainittua hilaelektrodia varten suojapiirin, jolloin ylimääräinen jännite on ohitettu käyttöteholähteeseen tai maahan. 5
12. Piiri, joka käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1, 2, 5 ja 6 mukaisen LC-elementin, tunnettu siitä, että vähintään yksi mainitusta hilaelektrodista (10) tai yhdenmukaisesti sen kanssa muodostetusta mainitusta kanavasta (22) on sijoitettu signaalijohtoon tai virtalähdejohtoon. 10 • «» « · 1 » · 44 114054
FI943504A 1993-07-26 1994-07-26 LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin FI114054B (fi)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20362393 1993-07-26
JP20362393 1993-07-26
JP29428293 1993-10-29
JP29428293 1993-10-29
JP34147693 1993-12-10
JP34147693A JP3597879B2 (ja) 1993-10-29 1993-12-10 Lc素子,半導体装置
JP13363994 1994-05-24
JP13363994A JP3474636B2 (ja) 1993-07-26 1994-05-24 Lc素子,半導体装置及びlc素子の製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI943504A0 FI943504A0 (fi) 1994-07-26
FI943504A FI943504A (fi) 1995-01-27
FI114054B true FI114054B (fi) 2004-07-30

Family

ID=27471773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI943504A FI114054B (fi) 1993-07-26 1994-07-26 LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5500552A (fi)
EP (1) EP0637842B1 (fi)
KR (1) KR100299714B1 (fi)
CN (1) CN1110096C (fi)
DE (1) DE69430091T2 (fi)
FI (1) FI114054B (fi)
TW (1) TW250591B (fi)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2301706A (en) * 1995-06-01 1996-12-11 Plessey Semiconductors Ltd Intergrated inductor arrangement
US5831331A (en) * 1996-11-22 1998-11-03 Philips Electronics North America Corporation Self-shielding inductor for multi-layer semiconductor integrated circuits
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
DE10232642B4 (de) 2002-07-18 2006-11-23 Infineon Technologies Ag Integrierte Transformatoranordnung
US7230316B2 (en) 2002-12-27 2007-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having transferred integrated circuit
JP2004228188A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Renesas Technology Corp 半導体装置
US7425485B2 (en) * 2005-09-30 2008-09-16 Freescale Semiconductor, Inc. Method for forming microelectronic assembly
US20080251275A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Ralph Morrison Decoupling Transmission Line
US8212155B1 (en) * 2007-06-26 2012-07-03 Wright Peter V Integrated passive device
KR20090061974A (ko) * 2007-12-12 2009-06-17 한국전자통신연구원 동작 주파수가 가변되는 자기장 강화 장치
JP2010080926A (ja) * 2008-08-29 2010-04-08 Toshiba Lighting & Technology Corp Led点灯装置および照明器具
KR102072803B1 (ko) * 2013-04-12 2020-02-04 삼성디스플레이 주식회사 박막 반도체 장치 및 유기 발광 표시 장치
US9461222B1 (en) * 2015-06-30 2016-10-04 Epistar Corporation Light-emitting element and the light-emitting module thereof
US11164694B2 (en) * 2019-09-27 2021-11-02 Apple Inc. Low-spurious electric-field inductor design
US11735519B2 (en) * 2021-06-24 2023-08-22 Xilinx, Inc. In-package passive inductive element for reflection mitigation

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504430A (en) * 1966-06-27 1970-04-07 Hitachi Ltd Method of making semiconductor devices having insulating films
GB2103012A (en) * 1981-07-03 1983-02-09 Clarion Co Ltd Variable capacitor
JPS594144A (ja) * 1982-06-30 1984-01-10 Fujitsu Ltd 半導体装置
US4619001A (en) * 1983-08-02 1986-10-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Tuning systems on dielectric substrates
US4737830A (en) * 1986-01-08 1988-04-12 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit structure having compensating means for self-inductance effects
US4720467A (en) * 1986-09-29 1988-01-19 International Business Machines Corporation Method of forming a capacitor-transistor integrated circuit
US4819047A (en) * 1987-05-15 1989-04-04 Advanced Micro Devices, Inc. Protection system for CMOS integrated circuits
JP2732089B2 (ja) * 1988-10-14 1998-03-25 ローム株式会社 集積回路のコンデンサ形成方法
US5136357A (en) * 1989-06-26 1992-08-04 Micron Technology, Inc. Low-noise, area-efficient, high-frequency clock signal distribution line structure
JP3280019B2 (ja) * 1989-10-26 2002-04-30 新潟精密株式会社 Lcノイズフィルタ
JPH03190302A (ja) * 1989-12-19 1991-08-20 Mitsubishi Electric Corp 電界効果トランジスタを使用した共振回路
US5227659A (en) * 1990-06-08 1993-07-13 Trustees Of Boston University Integrated circuit inductor
JPH04326607A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 発振回路
JP3045573B2 (ja) * 1991-08-19 2000-05-29 北川工業株式会社 電子部品、コンデンサおよび3端子ノイズフィルタの製造方法
US5431987A (en) * 1992-11-04 1995-07-11 Susumu Okamura Noise filter
US5370766A (en) * 1993-08-16 1994-12-06 California Micro Devices Methods for fabrication of thin film inductors, inductor networks and integration with other passive and active devices

Also Published As

Publication number Publication date
US5500552A (en) 1996-03-19
FI943504A (fi) 1995-01-27
CN1110096C (zh) 2003-05-28
DE69430091T2 (de) 2002-10-31
FI943504A0 (fi) 1994-07-26
EP0637842B1 (en) 2002-03-13
DE69430091D1 (de) 2002-04-18
US5846845A (en) 1998-12-08
EP0637842A1 (en) 1995-02-08
KR950004609A (ko) 1995-02-18
TW250591B (fi) 1995-07-01
KR100299714B1 (ko) 2001-10-22
CN1110028A (zh) 1995-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI114054B (fi) LC-elementti, menetelmä LC-elementin käyttämiseksi ja piiri, joka käsittää LC-elementin
US5497028A (en) LC element and semiconductor device having a signal transmission line and LC element manufacturing method
TW473882B (en) Semiconductor device
KR100316220B1 (ko) 인덕턴스가변소자
CN101977027B (zh) 集成半导体滤波器
KR100788222B1 (ko) 전원 및 접지배선 아래에 디커플링 캐패시터를 구비하는집적 회로
FI116008B (fi) LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä
FI113910B (fi) LC-elementti, puolijohdelaite ja LC-elementin valmistusmenetelmä
WO2015083281A1 (ja) 半導体装置
KR100278486B1 (ko) 집적회로에서의 용량성 구조체
GB2395065A (en) Floating gate transistors
JP3318086B2 (ja) インダクタンス可変素子
US20010045873A1 (en) Noise reduction circuit and semiconductor device including the same
JP3563113B2 (ja) インダクタンス可変素子
JP3497221B2 (ja) Lc素子,半導体装置及びlc素子の製造方法
JP3597879B2 (ja) Lc素子,半導体装置
KR100334004B1 (ko) Lc소자,반도체장치및lc소자의제조방법
JP3482008B2 (ja) インダクタ素子および半導体装置
JP3390065B2 (ja) Lc素子,半導体装置及びlc素子の製造方法
JP3450408B2 (ja) Lc複合素子
JP3468851B2 (ja) モノリシックマイクロ波ic
JP3283709B2 (ja) バイパスコンデンサの接続方法
JP3390070B2 (ja) Lc素子,半導体装置及びlc素子の製造方法
JPS6148958A (ja) 金属‐絶縁物‐半導体集積キヤパシタ
JPH07176699A (ja) Lc素子,半導体装置及びlc素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired