Полупроводниковое устройство

(5 ДВСИ1 Ъ И 1 М ".д пМ.:,"13фффЭОТЯА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ПОЛУПРОВОДНВО,содержащее по краполевых транзистора ес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Патент Великобриткл. Н 1 К, опублик. 19Электроника, 1970,с. 84. р-п-переходами, каждын из которыхвключает области стока, истока, канала, верхнего и нижнего затворов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью улучшения воспроизводимостипроходных вольт-амперных характеристик транзисторов, область канала каждого транзистора неравномерно легирована с градиентом концентрациипримеси не более 5 10 см , направленным от верхнего управляющего затвора, а толщина нелегированной области канала соизмерима с максимальной областью пространственного заряда области нижнего затвора в канале.Изобретение относится к конструкциям интегральных микросхем и можетбыть использовано при создании монолитных дифференциальных операционныхусилителей, компараторов, аналоговыхключей, преобразователей уровня ит.п.Известна интегральная структура,выполненная на полупроводниковойподложке,и содержащая два полевыхтранзистора с верхним и нижним затворами и идентичными каналами с равно.мерным распределением примеси противоположного подложке типа проводимости, причем области верхнего затвора, истоков и стоков у каждого транзистора имеют форму гребенок, а зубцы гребенок одного транзистора расположены между зубцами гребенок другого.Однако данная интегральная структура имеет низкое допустимое напряжение входного сигнала, что ограничивает ее практическое использование,25Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому устройствуявляется полупроводниковое устройст 4во, содержащее по крайней мере дваполевых транзистора с управляющимир-п-переходами, каждый из которыхвключает области стока, истока, канала, верхнего и нижнего затворов.Однако в таком полупроводниковомустройстве полевые транзисторы имеютразличные вольт-амперные характерис 35тики, что приводит к увеличению напряжения смещения и температурногодрейфа нуля полупроводникового устройства.40Цель изобретения - улучшение воспроизводимости проходных вольт-амперных характеристик.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном полупроводнико 45вом устройстве, содержащем по крайней мере два полевых транзистора суправляющими р-п-переходами, каждыйиз которых включает области стока,истока,.канала, верхнего и нижнегозатворов, область канала каждого 50транзистора неравномерно легированас градиентом концентрации примесине более 5 10 см , направленным отверхнего управляющего затвора, атолщина нелегированной области канала соизмерима с максимальной областью пространственного заряда нижнего затвора в области канала,На чертеже изображено сечение полупроводникового устройства, состоящее из полупроводниковой подложки 1, например, р-типа проводимости, эпитаксиального слоя 2 противоположного типа проводимости, областей 3, 4 верхнего, нижнего. затворов, областей 5 каналов, областей б истока (стока), легированной области 7 канала.Как видно из чертежа, канал состоит из двух областей: неравномерно легированной и нелегированной.В эпитаксиальной области 5 канала легирующая примесь распределена однородно и соответствует уровню легирования исходной эпитаксиального слоя М, тогда как в области 7, которую создают с помощью операций диффузии или ионного легирования, концентрация примеси не постоянна, а уменьшается от значения, соответст" вующего поверхностной концентрации при загонке до величины Из. Поэтому общее количество примеси в области 7 и ее проводимость будут превышать количество примеси и проводимость эпитаксиальной области 5 канала. Следовательно, ток сто" ка транзисторов, величина которого пропорциональна общей проводимости канала, в предлагаемой структуре будет зависеть только от концентрации примеси в более проводящей области 7 и размеров этой области. Напряжение отсечки транзисторов в полупроводниковом устройстве также определяется только областью 7, Действительно, при подаче и дальнейшем увеличении на области 3, 4 верхнего и нижнего затворов отрицательного напряжения области пространственного заряда р-и-переходов затворов будут распространяться преимущественно в область канала транзистора,так как концентрация примеси в,области верхнего и нижнего затворов намного превышает концентрацию примеси в канале. Однако скорость распространения обедненного слоя в области 5 канала будет выше, чем в области 7. Поэтому со стороны области 4 нижнего затвора уже при малых напряжениях (менее 107 от величины напряжения отсечки транзистора) ) обедненный слой будет полностью перекрывать слабо- легированную эпитаксиальную часть канала, толщина которой соизмерима с максимальной шириной области простран921387 Редактор Н. Сильнягина Техред А. Кравчук Корректор И,Эрдейи Тираж 746 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Заказ 3375 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ственного заряда области нижнего затвора в канале, и достигнет области 7. При дальнейшем увеличении напряжения на процесс отсечки тока стока будет сказываться только об 5 ласть 7 канала. Таким образом, изменяя концентрацию примеси в неравномерно легиро О ванной области канала и толщину этой области, можно управлять параметрами проходной вольт-амперной характеристики (ток стока, напряжение отсечки) транзисторов и ее формой независимо от разброса параметров эпитаксиальной пленки, При этом, поскольку точность воспроизведения глубины и уровня легирования области 7 при диффузии обычно, как минимум, на порядок выше, чем воспроизводимость параметров эпитакеиальной пленки в известной структуре, воспроизводимость и согласованность проходных вольт-амперных характеристик транзисторов в предлагаемой структуре будут лунше, что выражается в снижении величины напряжения смещения предлагаемых структур.Использование изобретения позволит повысить выход годных полупроводниковых устройств по напряжению смещения, температурному дрейфу нуля и по коэффициенту ослабления синфазных помех.