RU2354010C1 - Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор - Google Patents
Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354010C1 RU2354010C1 RU2007149619/28A RU2007149619A RU2354010C1 RU 2354010 C1 RU2354010 C1 RU 2354010C1 RU 2007149619/28 A RU2007149619/28 A RU 2007149619/28A RU 2007149619 A RU2007149619 A RU 2007149619A RU 2354010 C1 RU2354010 C1 RU 2354010C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contacts
- frequency
- control contact
- conducting
- semi
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полупроводниковым приборам и может быть использовано в качестве переключающего элемента (ключа) или управляемого конденсатора в интегральных микросхемах, работающих, в том числе, на частотах выше 10 ГГц. Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор включает полупроводниковый эпитаксиальный слой на подложке и размещенные на нем два контакта высокочастотного тракта и один управляющий контакт. Контакты в высокочастотном тракте выполнены в виде контактов Шоттки, а управляющий контакт выполнен омическим и расположен вне пространства между контактами в высокочастотном тракте. Изобретение значительно упрощает конструкцию и технологию изготовления прибора при одновременном обеспечении возможности работы в качестве управляемого конденсатора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковым приборам и может быть использовано в качестве переключающего элемента (ключа) или управляемого конденсатора в интегральных микросхемах, работающих, в том числе, на частотах выше 10 ГГц.
Переключающие элементы (ключи), управляемые конденсаторы (варикапы) и т.д. представляют собой управляемые внешним сигналом активные приборы и являются одними из основных схемообразующих элементов СВЧ-интегральных микросхем различного назначения: смесителей, приемников, подстроечных и согласующих цепей и т.д. Одними из основных требований к подобным элементам являются высокое быстродействие, низкие потери на паразитных емкостях, экономичность, универсальность характеристик с возможностью подгонки к конкретным схемам приборов. Наиболее часто в качестве активных элементов в СВЧ-цепях и микросхемах используются приборы с p-n переходом или полевые, благодаря своей широкой номенклатуре позволяющие решать различные задачи при производстве СВЧ-устройств. Известны различные варианты таких приборов, выполненные с использованием pin-диодов. Например, описанные в US 6487395 B1.
Прибор включает два последовательно соединенных pin-диода, размещенных между передающей и приемной частями коммуникационной системы.
Указанный выше прибор является весьма сложным в изготовлении, так как реализуется на многослойных полупроводниковых гетероструктурах путем выполнения комплекса прецизионных планарных операций. Для полноценной работы прибора необходимы так называемые управляющие схемы, представляющие собой совокупность элементов, обеспечивающих определенные (зачастую - достаточно жесткие) параметры управляющего сигнала. Кроме того, использование в схемах pin-диодов сопряжено с повышенным потреблением питания. Эти обстоятельства могут являться причиной снижения выхода годных приборов, роста издержек производства, ограничения степеней свободы при проектировании СВЧ-схем и устройств.
Известен трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор, включающий полупроводниковый слой на подложке и размещенные на этом слое два контакта высокочастотного (ВЧ) тракта, а также один управляющий контакт; подложка выполнена двуслойной, ее нижний слой - монокристаллический; верхний слой - эпитаксиально нарощенный, изолирующий; контакты ВЧ тракта выполнены омическими, управляющий контакт представляет собой контакт Шоттки (имеющий потенциальный барьер для носителей тока в одном из направлений); управляющий контакт размещен между контактами ВЧ тракта, US 3942186.
При приложении на управляющий контакт отрицательного напряжения под ним образуется обедненная область объемного заряда, создающая сопротивление протеканию тока между контактами ВЧ тракта.
При некотором значении указанного напряжения на управляющем контакте область обеднения распространяется до границы полупроводникового изолирующего слоя подложки, ток между контактами ВЧ тракта прекращается - происходит так называемая отсечка.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.
Устройство по US 3942186 может работать в качестве ключа; при работе на весьма высоких частотах - порядка 10 ГГц, топологический размер управляющего контакта (в направлении протекания ВЧ сигнала) должен составлять не более 500 нм, а при более высоких частотах этот размер, соответственно, должен быть еще меньше.
Выполнение управляющего контакта с такими малыми размерами и при этом размещение контактов ВЧ тракта на соответствующих размерам управляющего контакта весьма малых расстояниях требует чрезвычайно сложной и дорогостоящей (субмикронной) технологии его изготовления, что весьма увеличивает стоимость прибора; другим недостатком прототипа является необходимость наличия, как и в описанном выше аналоге, довольно сложной управляющей схемы для работы прибора, поскольку требуется поддержание заданных параметров управляющего сигнала, что также усложняет конструкцию; кроме того, следует отметить, что устройство-прототип не может выполнять функцию управляемого конденсатора, поскольку его емкостная составляющая минимизирована.
Задачей настоящего изобретения является значительное упрощение конструкции и технологии изготовления прибора, а также обеспечение возможности работы в качестве управляемого конденсатора.
Согласно изобретению в трехэлектродном высокочастотном полупроводниковом приборе, включающем полупроводниковый эпитаксиальный слой на подложке и размещенные на нем два контакта высокочастотного тракта и один управляющий контакт, контакты в высокочастотном тракте выполнены в виде контактов Шоттки, а управляющий контакт выполнен омическим и расположен вне пространства между контактами в высокочастотном тракте.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Поскольку в заявленном изобретении контакты в высокочастотном тракте выполнены в виде контактов Шоттки, а омическим является управляющий контакт, появляется возможность вынести его за пределы пространства между контактами в высокочастотном тракте. Это невозможно в прототипе, поскольку создаваемая управляющим контактом Шоттки область объемного заряда должна находиться между омическими контактами высокочастотного тракта. Если в устройстве по US 3942186 из пространства между омическими контактами высокочастотного тракта убрать контакт Шоттки с создаваемой им областью объемного заряда, то прибор перестанет быть управляемым. В заявленном же изобретении контакты Шоттки, находясь в высокочастотном тракте, обеспечивают наличие между ними области объемного заряда независимо от расположения управляющего омического контакта. Вследствие этого размеры пространства между контактами высокочастотного тракта могут составлять при частотах порядка 10 ГГц не доли микрона, как в прототипе, а несколько микрон, что позволяет формировать необходимую топологию с помощью обычной оптической фотолитографии.
Важным техническим результатом также является то обстоятельство, что поскольку в заявленном изобретении управляющий контакт выполнен омическим, на него можно подавать стандартное положительное управляющее напряжение, в то время как в прототипе на управляющий контакт Шоттки необходимо подавать преобразованное с помощью управляющей схемы напряжение. Таким образом, в заявленном изобретении исключается управляющая схема, что также упрощает и удешевляет конструкцию прибора.
Кроме того, в заявленном изобретении, поскольку контакты высокочастотного тракта выполнены в виде контактов Шоттки, создаваемая ими емкость является управляемым параметром, и прибор может быть, таким образом, использован в качестве управляемого конденсатора, что невозможно в прототипе, так как управляющий контакт является контактом Шоттки, и его емкость является управляющим, а не управляемым параметром.
Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематически изображено:
на фиг.1 - трехэлектродный высокочастотный прибор в плане;
на фиг.2 - прибор в аксонометрии.
Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор включает полупроводниковый эпитаксиальный слой 1 соединения А3В5, например GaAs, на подложке 2. Проводящая область 3 слоя 1 (показана пунктиром) ограничена путем протонизации ее периферии и является частью высокочастотного тракта. На области 3 полупроводникового эпитаксиального слоя 1 размещены два контакта 4 и 5 высокочастотного тракта, выполненные в виде контактов Шоттки, выполненные из композиции Ti-Ni. Вне участка 6 высокочастотного тракта между контактами 4 и 5 расположен управляющий контакт 7, выполненный омическим, в частности, из композиции Au-Ge. Топология прибора сформирована с использованием оптической фотолитографии.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии управляющего напряжения на управляющем контакте 7 и подаче высокочастотного сигнала на контакты 4, 5 высокочастотный сигнал проходит между контактами 4, 5 через проводящую область 3 слоя 1. При этом емкостная составляющая общего сопротивления участка 6 высокочастотного тракта определяется в каждый полупериод осцилляции высокочастотного сигнала областью объемного заряда под одним из контактов 4, 5. При подаче положительного управляющего напряжения на контакт 7 потенциал области 3 слоя 1 возрастает, в результате чего увеличивается область объемного заряда под контактами 4, 5 и, соответственно, создаваемая ими емкость. Эта емкость уменьшается при уменьшении управляющего напряжения на контакте 7. Таким образом, полупроводниковый прибор работает в режиме управляемого конденсатора. При увеличении управляющего напряжения до расчетного порогового значения область объемного заряда под контактами 4,5 увеличивается настолько, что прекращается протекание высокочастотного сигнала и наступает так называемая «отсечка». Таким образом, происходит работа прибора в режиме ключа.
Для реализации изобретения использованы известные материалы и промышленное оборудование. Данное обстоятельство обусловливает, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор, включающий полупроводниковый эпитаксиальный слой на подложке и размещенные на нем два контакта высокочастотного тракта и один управляющий контакт, отличающийся тем, что контакты в высокочастотном тракте выполнены в виде контактов Шоттки, а управляющий контакт выполнен омическим и расположен вне пространства между контактами в высокочастотном тракте.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149619/28A RU2354010C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149619/28A RU2354010C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354010C1 true RU2354010C1 (ru) | 2009-04-27 |
Family
ID=41019145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149619/28A RU2354010C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354010C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525154C1 (ru) * | 2013-02-18 | 2014-08-10 | Василий Иванович Юркин | Способ управления током и устройство для его осуществления |
RU2574314C1 (ru) * | 2014-10-21 | 2016-02-10 | Василий Иванович Юркин | Полупроводниковый полевой регулятор тока |
RU2654352C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-05-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Трёхэлектродный полупроводниковый прибор |
-
2007
- 2007-12-28 RU RU2007149619/28A patent/RU2354010C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525154C1 (ru) * | 2013-02-18 | 2014-08-10 | Василий Иванович Юркин | Способ управления током и устройство для его осуществления |
RU2574314C1 (ru) * | 2014-10-21 | 2016-02-10 | Василий Иванович Юркин | Полупроводниковый полевой регулятор тока |
RU2654352C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-05-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Трёхэлектродный полупроводниковый прибор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI515878B (zh) | 絕緣體上半導體結構、自絕緣體上半導體主動元件之通道去除無用積聚多數型載子之方法、及製造積體電路之方法 | |
US7863718B2 (en) | Electronic tag chip | |
CN107924938A (zh) | 高性能射频开关 | |
CN109643727A (zh) | 基于掩埋氧化物工艺的可变电容器 | |
US8618633B2 (en) | Semiconductor-on-insulator apparatus, device and system with buried decoupling capacitors | |
CN107528572A (zh) | 电路和用于运行该电路的方法 | |
US10181533B2 (en) | Transcap manufacturing techniques without a silicide-blocking mask | |
RU2354010C1 (ru) | Трехэлектродный высокочастотный полупроводниковый прибор | |
KR102081497B1 (ko) | 고출력 rf 트랜지스터 상의 매립형 고조파 종단 | |
CN102742016B (zh) | 使用场效应晶体管作为变容器的连续可调电感电容谐振器 | |
WO2004025833A2 (en) | Integrated circuit oscillator | |
JPS6267841A (ja) | 低寄生容量超高周波回路 | |
US9692410B2 (en) | Semiconductor switch | |
CN109639256A (zh) | 背栅控制可变电抗器 | |
KR101654848B1 (ko) | 전력 모스 소자의 과열을 방지할 수 있는 온도 가변 저항 소자를 포함하는 전자 소자 | |
US10319866B2 (en) | Layout techniques for transcap area optimization | |
CN111670495A (zh) | 具有嵌入的多孔电介质的电子产品、相关的半导体产品及其制造方法 | |
JPS5839052A (ja) | モノリシツク・マイクロウエ−ブ集積回路 | |
RU2130215C1 (ru) | Способ создания монолитной интегральной свч схемы | |
KR101873219B1 (ko) | 질화갈륨계 전력 스위칭 장치 | |
Gang et al. | Ti/4H-SiC Schottky barrier diodes with field plate and B^+ implantation edge termination technology | |
US10608124B2 (en) | Back silicided variable capacitor devices | |
US20190363198A1 (en) | Gallium-nitride-based transcaps for millimeter wave applications | |
Jamil et al. | AN ANALYSIS OF D BAND SCHOTTKY DIODE FOR MILLIMETER WAVE APPLICATION | |
JP2005175365A (ja) | 容量可変基板及び基板寄生容量調整方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191229 |