TW318963B - - Google Patents

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A7 合18963 _ B7 五、發明説明（ί ) 〔發明領域〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種可變的電抗器，通常係指可變電抗 器，且更明確的係ή有關於障壁之可變電抗器。 〔發明背景〕 可變電抗器廣泛地被使用於電機及電子不同應用之電 路中，其包含可變電壓調整的線路、電壓控制之振燙器、 相移器及倍頻器等。 在使用可變電抗器時，有一熟知的問題為有漏電流的 存在。漏電流通常係指電子由於外加的反相偏壓所造成的 移動，且可能係由材料裡面之污染物或是在接近空乏層或 在空乏層内的電子-電洞對之熱剌激所造成。漏電流會降 低品質係數Q，且因此一些習知技藝之可要電抗之設計專 門著重於使漏電流降至最低。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製· 在一種有翮於障壁可變電抗型式之可萝電抗器内，降 低漏電流之嘈試包含謹慎地選擇材料及厚度以使其內之障 壁達到最佳化，例如由Krishnamurthi及其他人所揭示的 用於頻率三倍器內有翮鎵化砷之椅型（Chair )—障壁可 變電抗器（1994電機及電子工程師學會MTT-S文摘； CH3389_4/94/000-313 )内之異質介面障壁。另外一種嗜 試在此種可變電抗器内降低漏電流的方法，包含使用如 Raman及其他人所揭示的超格（superlattice)障壁可華 電抗器（第三屈有翮太空Terahertz技術論文討論會會刊 第146-157頁，1992 )内之超格结構。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 〇18B63 at __B7 五、發明説明（2 ) 和先前之可變電抗比較起來，雖然這些改進已達到漏 流的降低，但這些漏電流降低的量及/或達成這些降低之 溫度範圍限制都不&達到本發明所期望。 除了可變電抗器的结構外，習知技藝之可變電抗器製 造方法及機械结構亦存在一些缺點，其中一種缺點包含藉 由分子束磊晶（epitaxy) (MBE)，其為半導體裝置製造的 普通方法，或其它磊晶生成方法所長成的層內之注入澹度 及厚度的精確性。此問題為大的差異可能存在於磊晶生成 機械之預期準確性及它們實際的準確性間，此種大的差異 在一需要帶電載子平衡的裝置内尤其為一缺點。 〔發明之概述〕 因此，本發明之目的為減少在可變電抗器内之漏電流 0 本發明之另一目的為提供在一大的溫度範圍内降低漏 電流的方法。 且本發明之另一目的為提供一種MBE 機器之校正方法 ，K使得藉其生產的裝置内之帶電載子澹度的精確度得Μ 改菩。 這些本發明及相關本發明之目的是藉由應用一種靜電 障壁之可變電抗而達成，在此靜電障壁之可變電抗内，高 摻雜之η及ρ型的半導體材料薄層作用為產生電位障壁， 而該障壁阻擋或是減少電子的流動，且該薄層可以與此可 變電抗機器内之較低摻雜之半導體材料層並列放置Μ獲得 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（$ ) 此可菱電抗器在全電容範圍内具髙品質係數的可變電容特 性。 間隔層也可Mi提供作為保持此障壁之形狀，且此障 壁可為同質介面或異質介面的型式。本發明之前述及相關 的優點及特性之達成，對那些熟知此一技藝者在研究下面 配合附圖之更詳细的本發明之敘述後應該更為明顯。 〔圖式之簡單說明〕 圖1是根據本發明之可變電抗器之斷面圖。 圖2是根據本發明之另一個可變電抗器實施例之斷面 圖。 圖3 a是根據本發明的一種n + p + n+障壁的概要 圖示。 圖3b是圖3a的n+p+n+障壁的導電區域能量 間隙圖示。 圖3 c是不對稱障壁的導電區域能量間隙圖示。 圖4是根據本發明所製成的同質介面可變電抗器的斷 面圖。 圖5是根據本發明所製成的異質介面可變電抗器的斷 面圖。 [詳细說明〕 在此所掲示之可變電抗器裝置，是有關於包含某種特 定安排的被摻雜的受體及被摻雜的施體層的實施例。例如 * —種n + p + n+的障壁至少在下面一種實施例中被揭 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

In K n I— τι - J— J 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 8363 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印取 五、發明説明 ( ) 1 1 | 露 〇 應 被 認 知 者 f 為 這 些 摻 雜 曆 的 摻 雜 型式 及 其相 翮 之 外 1 1 加 電 壓 可 以 反 相 或 不 可 被 以 本 技 藝 加 Μ修 正 ，譬 如 t 不 1 偏 離 本 發 明 9 製 造 〆 具 有 P + η + P + 層障 壁 的可 變 電 抗 請 先 J 1 器 0 讀 背 1 1 Τ& 參 考 圖 1 9 根 據 本 發 明 的 — 個 基 本 的可 變 電抗 器 的 斷 之 注 1 意 1 I 面 圖 被 顯 示 〇 此 可 變 電 抗 器 1 0 0 是 在 基片 1 0上 長 成 ， 事 項 1 再 而 該 基 片 是 用 分 子 束 晶 晶 (MBE) 之 半 導 體材 料 °基 片 1 0 用 本 袈 砷 化 鎵 較 佳 9 雖 然 它 可 Μ 是 Ir [P S i Gal ί s P或 是 其 它 頁 1 1 η 或 Ρ 型 式 可 被 摻 雜 的 半 導 體 材 料 〇 選 擇基 片 半導 體 之 1 1 種 觀 點 為 它 可 以 負 載 電 流 特 別 是 沿 著 其表 面 。在 此 較 佳 1 1 的 實 施 例 中 砷 化 嫁 的 基 片 是 大 量 地 摻 雜施 體 雜質 ( η + 1 訂 1 ) 增 加 導 電 性 0 1 I — 多 層 的 障 壁 2 0 直 接 或 間 接 地 在 基片 1 0上 形 成 0 1 1 此 障 壁 2 〇 包 含 —' 第 一 層 的 半 導 體 材 料 2 2 或 2 6 其 被 施 1 | 體 雜 質 所 摻 雜 及 一 第 二 層 的 半 導 體 材 料2 4 其被 受 體 雜 丄 質 所 摻 雜 〇 此 二 層 2 4 及 2 2 或 2 6 之 形成 是 直接 接 觸 或 Ϊ 是 相 互 非 常 鄰 近 使 得 此 受 體 被 摻 雜 層2 4 可Μ 從 相 鄰 1 的 施 體 接 雜 層 2 2 或 2 6 吸 引 移 動 之 電 子。 應 被 認 知 者 為 9 除 了 在 受 體 層 2 4 之下 或 之上 形 成 9 1 1 1 施 體 層 2 2 及 2 6 可 在 被 摻 雜 的 受 體 層2 4 之上 或 之 下 1 同 時 被 提 供 〇 層 2 4 是 虛 線 表 示 顯 示此 種 或在 施 體 接 1 1 雜 層 2 2 及 2 6 之 上 、 之 下 或 其 内 之 安 排° 障 壁2 〇 之 特 1 1 性 之 為 不 論 施 體 被 摻 雜 之 6- 區 域 被 以 在上 、 在下 或 兩 種 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 〇18963 Α7 一 Β7 五、發明説明（r) 方式同時被提供’受體原子的坻量趨近相等於施體原子的 總量。 一種被施體雜ί輕度摻雜的半導體材料層（η -）在 障壁2 0上形成較佳。此層在此是指可空乏層3 〇 ,其原 因為在室溫Κ順向偏壓施予可變電抗器1〇〇其不會空乏 ’而當在反向偏壓的應用狀況下其本質上可以被空乏。為 了譲外加電壓可Μ應用到可變電抗器1 〇〇，接觸區域 6 2、6 4被提供。 可變電抗器1 0 0的勒作通常如下所述。在沒有外加 電壓時，沒有很明顯的内部電流流動。然而，當有反相電 壓時（在接觸區域64反.相提供），在η —曆30内之電 子朝著接觸區域6 2 (其與正電極相連接）方向被除去， 直到層3 0是部分或全部為電子空乏。障壁2 0作用為姐 止電子再進一步的流動，其原因為在ρ層24内之受體雜 質，從鄰近之η層22及/或26吸引電子，是帶負電荷 的。在其帶負電荷的狀態下，ρ層24排斥電子，阻擋它 們的通路，且造成通過可空乏層3 0的漏電流即電子流動 的降低。本發明之靜電障壁，是由於當施體被摻雜層因其 施予它們的電子而變成帶正電時，而使得受體被摻雜層充 電而產生。此形成相鄰的正電及負電帶電區域造成靜電障 壁〇 可變電抗1 0 0由砷化鎵製成較佳，但亦可由其它熟 悉的材料如InP、Si、或GalnAsP等材料或其它可Μ被摻雜 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6) 成η -或p -型式之半等體材料製成。異質介面的障壁亦 被考慮，其内包含AlGaAs或其它此技越熟知的材料。 參考圖2，顯系另外一種根據本發明的可變電抗器實 施例。此可變電抗器2 0 0顯示一些其它有瞄本發明的觀 點，其包含但不限於鑀衡層的使用，間隔層、障壁及可空 乏層對的重覆架構及使用蕭特基接觸元件。 此基片由Ga As或其它上述討論中用於基片1 〇的適合 材料製成較佳。一個緩衝層2 1 2是在基片2 1 0上形成 ，K隔離在可變電抗器内其它層受相翮於基片2 1 0之雜 質及表面不規則的影響。 一個可空乏層2 1 5是在層2 1 2上形成。加上層2 1 5且使每一障壁之層结構對稱，可使得此可變電抗器有 一對稱之電容相對電壓特性，而此特性很適合用於如頻率 倍數器K產生奇諧波的應用中。 在圖1中，一個被揭示的可變電抗器包含一單一的障 壁及可空乏層40。在圖2中，一個被揭示的可變電抗器 S含一串列單元之排列，每一單元包含一障壁及可空乏層 胃2 4 〇，使用障壁及可空乏層對之串列排列的原因之一 為’和~具有單一障壁/可空乏層對40的可變電抗器比 ® *其可提供更加強地降低漏電流。另外的原因為對接觸 ® 2品質係數之不利的影響，是與此接觸點串接的可變 胃元（障壁/可空乏層對）的數量成反比降低。此 生是由於此接觸電阻值是一固定的值，而與串接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） — ， — f I— 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 318963 B7 五、發明説明（7) 之可變電容器單元之數目無關，而此可變電抗器之內在的 電姐值是與其串接之可變電容器單元的目數成正比。如此 ，當可變電容器軍€增加時，接觸電阻值在整個串連電阻 中之比例會降低，因此對品質係數降低的影響很小。 參考圖號2 4 2是用於表示一组或多組之障壁/可空 乏層對240。在242所表示的對之數目範圍可為1至 一受限於K下參考圖4所討論的特性的數目。然而通常， 障壁/可空乏層對240的重覆數目應高於2，K獲得高 的Q及具線性改善之高功率能力。 層2 2 1及2 2 7是間隔層可由InGaAs、GaAsAlGaAs 或類似之材料形成且小量或沒有被摻雜。間隔層之一個目 的為保持此陣壁形狀，Μ使得其在需要加於其上之偏壓的 全部範圍内，得Κ維持足夠的高度及寬度。本文中之足夠 的高度及寬度，是指將擴散及隧道效應產生之漏電流保持 在會造成可變電抗器特性降低的位準Μ下。 可變電抗器220之障壁是由層222、224及 2 2 6組成，它們分別為施體被摻雜層、受體被接雜層及 施體被摻雜層。這些層與可變電抗器1 0 〇的層2 2、 24及26類似（假設此三層全部被提供於可變電抗器 1 〇 0内）*且由GaAs材料並大量地Κ它們相對之雜質摻 雜而製成較佳。 層2 3 0是一可空乏層，此層與可變電抗器的層3 0 類似。可《空乏層2 3 0由GaAs材料並少量地摻雜施體雜質 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 318363 A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印家 五、發明説明 ( ) I I I 形 成 較 佳 〇 I »1 —► 個 m ΛΠΙ 特 基 障 壁 金 屬 層 2 5 0 被 提 供 作 為 最 上 層 * 即 1 ·· 請 I 外 部 的 偏 壓 電 氣 性 k 接 是 接 至 此 層 〇 — 個 蕭 特 基 元 件 用 於 閱 I 此 之 百 的 為 ♦ 在 此 技 藝 中 習 知 —* 蕭 特 基 障 壁 沒 有 歐 姆 接 觸 背 1 面 1 電 阻 〇 雖 然 一 個 蕭 特 基 障 壁 可 Μ 提 供 此 希 望 之 貢 獻 .但 根 之 注 * I 據 操 作 情 形 及 所 希 望 的 可 變 電 抗 器 的 特 性 f 在 下 文 參 考 圖 事 項 1 再 1 4 的 討 論 中 t 個 m fmt 特 基 障 壁 可 能 並 不 是 較 佳 之 選 擇 〇 填 本 裝 參 考 圖 3 a —- 個 靜 電 障 壁 1 2 0 在 兩 側 緊 臨 著 可 空 頁 1 | 乏 層 1 3 0 的 概 要 要 圖 示 被 顯 示 0 如 果 2 η • t π 1 1 ! P • t Ρ 此 處 η 是 在 每 — η + 層 內 η 型 式 摻 雜 的 淨 濃 度 1 1 是 在 Ρ + 層 内 D 型 式 摻 雜 的 淨 濃 度 且 t η 及 t P 分 1 訂 別 為 η + 及 Ρ + 層 的 厚 度 且 如 果 η • t η和ρ t > P為 η 1 1 + 及 D + 層 完 全 沒 有 載 子 則 在 沒 有 外 在 施 加 電 場 下 的 導 1 1 I 通 區 域 電 位 之 形 狀 如 圖 3 b 所 示 0 此 障 壁 Φ b 高 度 之 範 圍 1 1 可 為 0 伏 特 至 此 材 料 之 帶 位 階 1 由 η 、 P 、 t η及t ,P的 選 1 擇 而 定 〇 1 I 當 圖 3 a 一 3 b 内 之 靜 電 障 壁 是 對 稱 時 在 某 些 狀 況 I 下 可 能 欲 使 其 成 為 不 對 稱 0 此 可 藉 由 改 變 相 對 摻 雜 濃 度 或 層 的 厚 度 而 達 成 0 一 個 在 此 情 況 下 相 當 極 端 的 例 子 如 圖 3 .1 «I C 所 示 在 圖 内 Ρ + 層 完 全 被 移 至 此 障 壁 之 —. 側 而 形 成 了 1 I 僅 由 兩 層 組 成 的 不 對 稱 障 壁 0 1 I 如 Μ 下 圖 4 — 5 所 示 9 此 靜 電 障 壁 可 應 用 於 同 質 介 面 1 1 I 及 異 質 介 面 的 可 變 電 抗 器 Ο 更 且 1 參 考 上 述 Rr is hnamurthi 1 1 - 10 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印μ A7 B7 五、發明説明（1 ) 等人之異質介面障壁，在圖1及圖2至3内之Π + Ρ+或 n + p + η +障壁可分別取代它們之異質介面障壁或加於 λ» 異質介面障壁之上。 在一般地介紹本發明之靜電障罜及其在η + ρ +及η + ρ + η+層内之架構，及進一步介紹障壁及可空乏層對 的串列排列Μ滅少漏電流及歐姆接觸電阻對Q造成的影響 後，接著揭示本發明之更特定之實施例。 參考圖4，根據本發明之同質介面障壁可變電抗器 3 0 0之斷面圖被顯示。如同此同質介面名稱所指，在可 變電抗器3 0 0内，每一層材料的基本組成都是一樣的， 且雖然Μ上一些其它熟知的材料亦適合，但在此較佳的實 施例中所使用的材料為GaAs。 基片3 1 0是由GaAs被大量地摻雜施體雜質而形成。 一個緩衝層•其類似可變電抗器200内之緩衝層2 1 2 ’為形成在基片3 1 0上之第一層。其較佳為GaAs被接雜 η + 〇 在層3 1 2之後，一串列重覆的障壁及可空乏層對 3 4 ◦形成。 在圖4的實施例中，每一個層3 20有9層較佳，包 含·η +、D+及未被摻雜層，如下排列。一個η+型式被 接雜的I GaAs第一層在層3 1 2或一先前的可空乏層上形成 ’且~未被摻雜GaAs間隔層3 2 2在層3 2 1上形成。間 的目的為降低隧道效應及保持障壁之形狀，使 -11- 本紙張尺度賴中軸家轉（CNS ) Α4· ( 21βχ297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4衣. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 _B7___ 五、發明説明（β) 得其在加於其上之偏壓範圍內維持足夠的高度及寬度’ Μ 使得漏電流維持在某一程度Μ下。障壁3 2 0的受體被接 雜區域是由三層所&成。一個第一的ρ +層3 2 3在間隔 層322上形成，及第二及第三的ρ+層325及327 分別在未被摻雜的間隔層3 24及3 2 6上形成。一個未 被摻雜的間隔層328在ρ +層327的上方形成，及一 個第二個η+層329在間隔層328上形成。層321 、323、325、327、329 形成障壁 320 的 η + Ρ + Π+结構。 可空乏曆330是在第二固η+層329上形成，且 少量地摻雜施體雜質為佳。 在較佳的實施例中，342的重覆數目為7，所以共 8個障壁/可空乏層對被提供。決定重覆數目的考量通常 包含如下特定之協定。重覆的數目愈大，漏電流的減少愈 大。然而，當層的數目及整個厚度增加* 一些問題因而產 生。在製造完這些堆叠的組成層後，個別的元件藉由蝕刻 形成平臺而被定義。蝕刻以形成平臺所造成之元件，因在 頂端之蝕刻較在底端為大所Κ在其側面有斜度。平璺的厚 度愈大，被有敘度側面佔據的水平面積也愈大，因此相鄰 可變電抗器的距離也愈大。相鄰元件間距離的增加，同時 降低了每晶圓的產量及增加了每一元件的串連電阻。解析 度也可能由於伴隨厚的平臺處理過程的厚的光電阻及深的 触刻而受到影礬。理論上，所預期元件之性能也可能由於 -1 2- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 3ίδ963 Α7 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 B7 五、發明説明 ( il ) 1 1 I 當 平 臺 非 常 厚 度 造 成 頂 端 及 底 部 面 積 不 一 樣 而 無 法 達 到 0 1 1 另 外 -- 個 考 量 為 電 壓 0 一 般 之 準 則 為 9 每 一 次 層 的 數 /•—s 請 先 閱 1 百 加 掊 » 需 要 在 整 個 電 容 範 圍 内 操 作 此 可 變 電 抗 器 的 電 源 J I 供 應 器 的 電 壓 量 亦 加 倍 0 這 是 對 障 壁 / 可 空 乏 層 對 重 覆 數 讀 背 1 1 面 ] 巨 的 簧 際 限 制 0 之 注 1 意 I 層 3 5 0 是 在 障 壁 及 可 空 乏 層 對 3 4 0 上 形 成 » 且 被 項 1 再 1 提 供 作 為 良 好 的 歐 姆 接 點 〇 歐 姆 接 點 3 6 1 及 3 6 6 分 別 填 是 本 在 層 3 5 0 及 基 片 3 1 0 上 形 成 〇 在 可 變 電 抗 器 3 〇 0 頁 1 I 頂 端 使 用 — 歐 姆 接 點 3 6 1 » 而 不 同 於 Μ 上 在 可 變 電 抗 器 1 1 2 〇 0 中 揭 示 的 萧 特 基 障 壁 的 原 因 之 一 為 沒 有 蕭 特 基 元 1 1 件 則 可 愛 電 抗 器 3 0 0 中 每 一 障 壁 提 供 幾 乎 相 等 比 例 的 1 訂 電 壓 下 降 量 而 不 βΜ 其 全 部 所 使 用 的 電 壓 位 準 如 此 可 將 1 I 電 位 遲 滯 效 應 防 止 或 是 減 至 最 小 0 结 果 障 壁 — 可 空 乏 層 對 1 1 間 之 電 容 — 電 壓 或 是 電 流 一 電 壓 特 性 不 一 樣 9 則 遲 滯 現 象 1 1 會 產 生 0 在 此 種 狀 態 一 個 穩 態 ( 在 偏 壓 的 改 變 後 ) 只 有 1 在 藉 由 漏 電 流 經 過 相 當 長 的 一 段 時 間 對 電 荷 重 新 分 配 才 可 1 I Μ 獲 得 0 1 1 參 考 圖 號 3 6 3 及 3 6 5 * 分 別 代 表 接 至 歐 姆 接 點 Ί· 3 6 1 及 3 6 6 的 金 屬 點 〇 1 -I 在 此 技 藝 中 了 解 到 雖 然 實 際 的 接 雜 量 及 層 的 厚 度 可 1 I 能 因 性 能 規 範 及 使 用 此 可 變 電 抗 器 所 在 環 境 不 同 i 可 使 在 1 1 | 圖 4 中 本 發 明 之 茛 施 例 實 現 之 適 當 厚 度 及 接 雜 童 一 般 如 下 1 1 〇 層 3 1 2 具 有 — 3 0 0 0 A ( 1 0 - 8 C3B 1 A ) 的 厚 1 1 - 13 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） Α7 Β7 五、發明説明（η ) 度，及一 η型式4X101 8 ob-3的摻雜濃度；層321 具有一 1 60A的厚度及一 η型式4X 1 01 8 απ'*3的 摻雜濃度；未被摻^的層322及328皆有一 75Α的 厚度；未被摻雜的層324及326皆有一1 00Α的厚 度；第一及第三的受體被摻雜層323、327皆有一 2 8.5 Α的厚度及一 ρ型式1 X 1 〇i 9 cjj-3的捿雜濃 度；P+層325有一 24A的厚度及一 p型式1 X 101 9 απ_3的摻雜澹度；層329有一 72A的厚度 及一η型式4Χ 1 ◦ 1 8 cn-3的摻雜濃度；可空乏層 330有一 1425A的厚度及一n型式2X101 7 cai_3的摻雜濃度；及層350有一 3000Α的厚度及 一 η型式4x 1 01 8 〇„-3的摻雜濃度0 選擇在此可變電抗器内每一被摻雜層的厚度之一般考 量為，意欲將相鄰摻雜相反型式原子的半導體材料内所有 載子吸引過來，Κ使得沒有移動載子存在。如果被摻雜的 障壁層很厚使得障壁電位趨近帶位準，則此考量將無法實 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-•IT 經'濟部中央標準局員工消費合作社印製 為範 容乏 , 許 電空 量容 大分 考的 最部 的成 的之 度生 到層 厚晶 得乏 層磊 壓空 雜在。電可 摻得生壓成 擇使發偏造 選Μ象容會 中體現電它 例受之大， 施於剩最壓 實多過在電 4 微體少之 圖稍受減壓 在體有會偏 個施能剩論 一中可過不 外壁不體為 另障，受因 ο 使内 -現欲圍 值。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 318963 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 I —* 個 額 外 的 在 圖 4 實 施 例 中 選 擇 被 摻 雜 層 的 厚 度 及 間 1 1 1 隔 的 考 量 為 欲 獲 得 一 最 大 的 電 容 範 圍 〇 這 造 成 了 選 擇 一 1 λ· 許 1 不 對 稱 的 障 壁 0 先 閱 1 I 參 考 圖 5 根 據 本 發 明 之 異 質 介 面 障 壁 的 可 變 電 抗 器 讀 背 1 j 面 I 4 0 0 的 斷 面 圖 被 顯 示 〇 和 同 質 介 面 可 變 電 抗 器 3 0 0 相 之 注 音 1 反 此 異 質 介 面 可 變 電 抗 器 4 0 0 包 含 不 止 —^ 種 型 式 之 材 事 項 1 再 1 料 0 例 如 在 圖 5 的 實 施 例 中 障 壁 4 2 0 的 部 分 包 含 填 寫 本 裝 A 1 G a A s 及 In GaAs 而 可 空 乏 層 及 剩 餘 層 是 由 Ga A s形 成 〇 需 頁 1 I 了 解 到 其 它 的 材 料 如 前 文 中 參 考 圖 1 — 2 所 列 及 類 似 之 1 1 材 料 可 Μ 被 用 於 製 造 可 變 電 抗 器 4 0 〇 〇 1 1 在 圖 5 中 之 基 片 4 1 0 第 — 層 4 1 2 及 重 覆 障 壁 及 1 訂 可 空 乏 層 對 4 4 0 分 別 類 似 於 在 nan 圖 4 中 之 相 對 部 分 3 1 0 1 I 3 1 2 及 3 4 0 0 然 而 異 質 介 面 障 壁 4 2 0 的 組 成 不 1 1 同 於 同 質 介 面 障 壁 3 2 0 0 1 1 障 壁 4 2 0 有 1 1 層 0 此 η + P + η + 靜 電 1总 域 是 由 L· 層 4 2 1 、 4 2 3 、 4 2 5 4 2 7 4 2 7 4 2 9 形 1 I 成 其 分 別 被 摻 雜 η + 、 P + 、 P + 、 Ρ + •N η + 〇 此 η Γ 1 + 及 P + 層 是 由 G a A s 形 成 〇 間 隔 層 4 2 2 是 由 一 第 — 層 4 2 2 a 其 為 由 In xG a 1 -X A s 形 成 9 其 X 之 範 圍 在 從 底 部 至 1 頂 端 的 線 性 等 級 中 在 0 .] -0 至 0 . 2 5 間 變 化 及 _- 第 二 I | 層 4 2 2 b 其 為 由 A10 . 46 aO .6 A s 形 成 而 組 成 〇 使 用 1 1 I A1 G a A s 及 I η Ga As 有 效 地 降 低 漏 電 流 » 已 被 Kr i shn a mu r thi及 1 1 其 他 人 所 揭 示 0 1 1 - 15 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（21 OX 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（ιΜ〇 間隔層4 2 4是由一 A1 As形成的第一層424 a及由 一由A10.4Ga0.6As形成的第二層4 2 4 b組成。間隔層 4 2 6 及 4 2 8 是 Al0.4Ga0.6As的單一層。 參考圖號44 2表示障壁/可空乏層對44 0的重覆 。在一較佳的實施例中，此障壁/可空乏層對440在 442處重覆9次。 歐姆接點46 1 、466及金靥接點463、465 被提供在圖5之上方。 可使在圖5中本發明之實施例實現之適當厚度及摻雜 量一般如下。層4 1 2具有一3000A的厚度及一 η型 式4Χ101 8 oj-3的摻雜澹度；層421及429分 別具有1 25Α及65Α的厚度及一 η型式4Χ 1 01 8 αη-3的摻雜湄度；未被摻雜的間隔層422a及422 )3分別具有70入及112入的厚度；層423、425 、427具有p型式1 X 1 01 9 αη-3的摻雜湄度及分 別為1 2.5 A、25Α及26Α的厚度；未被摻雜的間 隔層424a及424b分別具有20A及30A的厚度 ;未被摻雜的間隔層426及428分別具有40A及5 OA的厚度；可空乏層4 3 0在不同的實施例中分別具有 1 780A及1430A的厚度及ri型式2X101 7ce _3及1X101 7〇n-3的接雜澹度；及層450具有 一 3000A的厚度及一 η型式4X 1 O1 8 oj-3的摻 雜濃度。 一 1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） * · 1^1^1 J-ll- J ^^^1 I (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 __B7 五、發明説明（6 ) 當本發明配合特定之實施例加以說明後，將了解到其 可Μ做更進一步的修正，且，本申請案即意欲包含後續本 發明之任何改變、用或修正，通常，本發明之精神及包 含如下述之對本發明之偏離，如在已知或習慣此技藝之情 形下對有闞本發明之實作，及如可能將前文中設下之基本 特性加K應用，均係龎於本發明之範嚅及随附在後之申請 專利範圍之限制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. ύ1δ9β3 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種可變電抗器，包含： —半導體材料的基片； 一在上述基片上形成的靜電障壁且包含第一層的半導 體材料，其被包含施體及受體雜質之一的摻雜物雜質摻雜 ，及一個第二層半導體材料被上述的另一種摻雜物雜質接 雜； —可空乏層在上述障壁上形成；及 與上述基Μ及可空乏層接觸的接觸區域，其用於施Μ 一外加電壓。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，更包 含： 置於上述可空乏層及上述障壁間的一個間隔層。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，更包 含： 置於上述第一層及上述第二層間的一個間隔層。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，更包 含： 複數個上述可空乏層；及 複數個障壁； 其中所述複數個可空乏層及障壁是以交替的方式放置 ，Κ在上述基片上形成一串列的障壁及可空乏層對。 5 .如申請專利範圍第4項所述之可變電抗器，更包 含在上述串列放置的可空乏層及障壁對間的一間隔層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -......--- -I , -1 - - - - I -I* n m tn (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央橾率局員工消費合作社印製 318963 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，其中 所述之第一層的半導體材料係大量地摻雜Μ施體雜質。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，其中 所述之第二層的半導體材料係大量地接雜Μ受體雜質。 8 ·如申請專利鲔圍第1項所述之可變電抗器，其中 所述之可空乏層及所述之第一及第二層是Κ相同的半導體 材料形成。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，其中 至少有一種所述之可空乏層及所述之第一及第二層是Κ不 同的半導體材料形成。 1 0 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，其 中所述之可空乏層是由G a As形成。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所述之可變電抗器，其 中所述之障壁更包含一第三層.其材料為半導體材料被摻 雜上述摻雜物雜質之一，上述第二層放置於上述第一層及 第三層間。 1 2 · —種可變電抗器，包含： 一半導體材料的基片； 複數個靜電障壁在上述基片上形成，每一障壁皆有一 第一層其材料為被摻雜施體雜質，及一第二層其材料為被 摻雜受體雜質；及 複數個可空乏層在上述基Η上形成； 其中所述之複數障壁及可空乏層是Κ一種交替的方式 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） ----1 1--—裝------訂-----^線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 318963 AS B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 。 ， ， 質 , * 數 , j ， 同 ， ， 及 對器 器雜 器 器複 器第 器相 器 器壁 層抗 抗體 抗 抗述 抗述 抗 K 抗 抗障 乏電 電施 電。電上 電上 電是 電 電的 空變 變雜。變雜變少。變於 變層 變 變列 可可。可摻間可接可至成可置 可乏 可。可排 及之 5 之被層之被之在形之持 之空 之壁之列 壁述 1 述料三述地述其間述保 述可 述障述串。 障所至所材第所量所狀 一所於 所個 所面所述壓 之項 2 項其及項大項形之項用 項數 項介項上偏 列 2 為 2 層層4係2之層 2 層。00 複 2 質 2 及加 串 1 圍 1 三 一 1 層 1 壁乏 1 隔狀 1 之 1 異 1 片外 1 第範第第第第三、第障空第間形第述 第為第基一 成圍之圍一述圍第圍持可圍一的圍所 圍個圍述M 形範目範含上範及範保個範含壁範及 範一 範上施 上利數利包於利二利 Μ 數利包障利壁 利有利與於 片專，壁專壁置專第專用複專壁的專障 專少專其用 基請障請障放請、請，述請障間請個 請至請，以 述 申個申 之被申 一申層 上申數 層申數 申壁 申域， 上如數如述層如第如隔及如複二如複。如障如區觸 在.複.所二 .之.間一 .之第.之成 ·之.觸接 M3 述 4 一 第 5 述 6 一 之 7 述述 8 述形 9 述 ο 接層 I 1 所 1 每述 1 所 1 含壁 1 所上 1 所料 1 所 2 含乏 置中 中上 中 包障 中及 中材 中 包空 放其 其， 其 更個 其層 其的 其 更可 J--.1^--{—裝------訂-----{線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）