EA015205B1 - Полупроводниковый прибор (варианты) - Google Patents

Полупроводниковый прибор (варианты) Download PDF

Info

Publication number
EA015205B1
EA015205B1 EA200802141A EA200802141A EA015205B1 EA 015205 B1 EA015205 B1 EA 015205B1 EA 200802141 A EA200802141 A EA 200802141A EA 200802141 A EA200802141 A EA 200802141A EA 015205 B1 EA015205 B1 EA 015205B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
regions
region
junctions
parallel
electrodes
Prior art date
Application number
EA200802141A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200802141A1 (ru
Inventor
Броня ЦОЙ
Юрий Васильевич Когай
Валерьян Эдуардович ЦОЙ
Татьяна Сергеевна ЦОЙ
Original Assignee
Броня ЦОЙ
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
Application filed by Броня ЦОЙ filed Critical Броня ЦОЙ
Publication of EA200802141A1 publication Critical patent/EA200802141A1/ru
Publication of EA015205B1 publication Critical patent/EA015205B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types 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
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/8611—Planar PN junction diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/732—Vertical transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/735—Lateral transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types 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
    • H01L29/861—Diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692—Surface layout
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1604—Amorphous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относится к полупроводниковым приборам. Согласно первому варианту прибор содержит N>1 (где N - целое число) областей с одноименной проводимостью (р- или n-областей) и одну область с противоположной проводимостью с образованием N отдельных однотипных p-n-переходов, причем электроды, прилегающие к каждой из N областей с одноименной проводимостью параллельно соединены посредством одного проводника. Согласно второму варианту прибор содержит первое множество, включающее N≥1 областей с одноименной проводимостью (р- или n-областей), второе множество, включающее N≥1 областей с той же проводимостью, а также третье множество, включающее N≥1 областей с противоположной проводимостью, с образованием первого набора из Nотдельных однотипных p-n-переходов и второго набора из Nотдельных однотипных р-n-переходов, причем N+N+N>3, и при этом электроды, прилегающие к областям, входящим по меньшей мере в одно из указанных множеств, для которых выполнено условие N≥2, где i∈{l, 2, 3}, параллельно соединены посредством одного проводника. В результате обеспечивается устранение разброса и повышение стабильности электрических характеристик полупроводникового прибора, в частности снижается разброс значений полного сопротивления р-n переходов и, кроме того, достигается снижение самой величины полного сопротивления в р-n-переходах и существенное увеличение мощности прибора.

Description

Изобретение относится к полупроводниковым электронным приборам.
Предшествующий уровень техники
Известные в настоящее время полупроводниковые приборы, например диоды, транзисторы, микропроцессоры, фотоприемники, солнечные батареи, светодиоды, полупроводниковые лазеры и др. изготавливаются по обычной полупроводниковой технологии, согласно которой в материале за счет внедрения примесей создаются р-η переходы. Как правило, во всех конструкциях полупроводниковых приборов создается одиночный переход (одна акцепторная или одна донорная область) или несколько отдельных одиночных переходов, каждый из которых в зависимости от типа прибора (будь то диод, или транзистор, или фотодиод, или светодиод, или др.) имеет свое конструктивное исполнение и функциональное назначение.
В частности, при изготовлении диода в кристалл полупроводника вносятся акцепторные или донорные примеси, в результате чего в нем возникает р-η переход. К р-η переходу примыкают два отдельных одиночных электрода - анод (положительный) и катод (отрицательный). При приложении внешнего электрического поля на р-η переход (плюсом к р слою и минусом к η слою - режим прямого включения) в нем возникает поток носителей зарядов, движущихся к соответствующим электродам. При изготовлении фотодиода, например, в режиме фотогальванической ячейки в полупроводниковый кристалл также вносятся акцепторно-донорные примеси, но с тем отличием от простого диода, что на р-η переход подается световой поток, в результате действия которого возникают электронно-дырочные пары и соответственно возникает фототок.
При изготовлении традиционного транзистора создают два отдельных одиночных р-η перехода, направленных друг к другу: один в прямом смещении, а другой в противоположном (активный режим), например η-ρ-η или ρ-η-р переходы. К этим двум переходам примыкают отдельные одиночные электроды (отдельный коллектор, отдельная база, отдельный эмиттер или отдельный сток, отдельный исток, отдельный затвор). При приложении внешнего электрического поля на эмиттер-базу, т.е. на первый р-η переход (в режиме прямого смещения), в нем возникает одиночный поток электронов, движущихся к базовому слою. Этот отдельный одиночный поток свободно проходит базовый слой и попадает к коллектору, имеющему положительный потенциал (поскольку на р-η переход подано обратное смещение) и далее выносится во внешнюю цепь электронной схемы.
Общими недостатками известных полупроводниковых приборов являются большая величина и разброс полного сопротивления в р-η переходах, состоящих из активной (К), емкостной (С) и индуктивной (Ь) составляющих. Это приводит к снижению КПД, к нестабильности электрических параметров, к существенному разбросу значений вольт-амперных характеристик (ВАХ), а также ведет к снижению чувствительности и быстродействия полупроводниковых приборов. К недостаткам известных полупроводниковых приборов можно отнести также их чувствительность к температурным и токовым перегрузкам.
В связи с этим возникает необходимость в получении сверхточных полупроводниковых приборов, например диодов, фотодиодов, светодиодов, транзисторов, микросхем, микропроцессоров и т.д. с одновременным повышением стабильности входных и выходных характеристик, способных работать в условиях электрических и тепловых перегрузок, а также в условиях СВЧ.
Из уровня техники известен сверхпроводниковый туннельный диод, содержащий два электрода из сверхпроводника, разделенных полупроводниковой прослойкой. Для повышения максимальной рабочей частоты и мощности полупроводниковая прослойка выполнена в виде многоэлементной гетероструктуры, состоящей по крайней мере из двух полупроводниковых материалов, различающихся шириной запрещенной зоны. Слой узкозонного материала расположен между слоями широкозонных материалов и образует потенциальную яму для основных носителей заряда, содержащую по крайней мере один квантовый уровень (см. авт. свидетельство СССР № 1575858, 1988).
В данном решении снижение разброса значений электрических параметров (в т.ч. сопротивления), повышение стойкости к перегрузкам по механическому и электрическому напряжению, температуре и устойчивая работа в СВЧ-диапазоне достигаются за счет новых физических способов получения материалов, используемых при изготовлении полупроводниковых приборов. Кроме того, для преодоления недостатков полупроводниковых приборов в настоящее время исследователи и технологи идут по пути модификации также и химической структуры материалов, из которых они выполнены. В частности, для изготовления сверхточных приборов используются сверхчистые материалы и продукты дорогостоящей нанотехнологии. Все это существенно увеличивает затраты на создание полупроводниковых приборов и приводит к все большему усложнению технологии их получения.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание сверхточных полупроводниковых приборов, например диодов, фотодиодов, светодиодов, транзисторов и т.д., характеризуемых высокой стабильностью входных и выходных характеристик, способных работать в условиях электрических и тепловых перегрузок, а также в условиях СВЧ, с одновременным упрощением технологии получения этих приборов.
Указанная цель достигается тем, что полупроводниковый прибор, содержащий по меньшей мере одну р-область и по меньшей мере одну η-область с прилегающими к каждой из указанных областей
- 1 015205 электродами, согласно первому варианту содержит N>1 (где N - целое число) областей с одноименной проводимостью и одну область с противоположной проводимостью с образованием N отдельных однотипных р-п-переходов, причем электроды, прилегающие к каждой из N областей с одноименной проводимостью, параллельно соединены посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел.
В частном случае указанные N областей с одноименной проводимостью могут являться робластями, а указанная одна область с противоположной проводимостью является п-областью.
При этом к указанной одной п-области может прилегать М электродов, где 1 < М < N причем к указанной п-области может прилегать один электрод (М=1) или несколько (М > 1). В последнем случае электроды, прилегающие к п-области, предпочтительно параллельно соединены посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел. В том случае, когда М=Х предпочтительно, чтобы прилегающие к одной п-области электроды располагались по существу напротив каждой из р-областей.
Еще в одном частном случае указанные N областей с одноименной проводимостью могут являться п-областями, а указанная одна область с противоположной проводимостью - р-областью.
При этом, аналогично, к указанной одной р-области может прилегать М электродов, где 1<М<Х причем к указанной р-области может прилегать один электрод (М=1) или несколько (М > 1). В последнем случае электроды, прилегающие к р-области, предпочтительно параллельно соединены посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел. В том случае, когда М=Х предпочтительно, чтобы прилегающие к одной р-области электроды располагались по существу напротив каждой из п-областей.
В различных частных случаях осуществления изобретения число р-п-переходов N может быть выбрано равным 4 или 8, или 16, или 200, или более 200.
Указанная цель также достигается тем, что полупроводниковый прибор, содержащий по меньшей мере одну р-область и по меньшей мере одну п-область с прилегающими к каждой из указанных областей электродами, согласно второму варианту содержит первое множество, включающее N^1 областей с одноименной проводимостью, второе множество, включающее Д2> 1 областей с той же проводимостью, а также третье множество, включающее N^1 областей с противоположной проводимостью, с образованием первого набора из N отдельных однотипных р-п-переходов и второго набора из N3 отдельных однотипных р-п-переходов, причем N1+ N + N3 > 3, и при этом электроды, прилегающие к областям, входящим по меньшей мере в одно из указанных множеств, для которых выполнено условие N > 2, где ί равно 1 или 2 или 3, параллельно соединены посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел.
В частном случае указанные области с одноименной проводимостью, входящие в первое и второе множества, могут являться р-областями, причем третье множество будет содержать одну или несколько п-областей. При этом первое и/или второе множество может содержать более одной р-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных р-областей, входящих в первое и/или второе множество, предпочтительно соединены параллельно посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел. Кроме того, третье множество может содержать более одной п-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных п-областей, входящих в третье множество, предпочтительно также соединены параллельно посредством одного проводника, т. е. объединены в один узел. В частных случаях первое, второе и третье множества могут содержать равное число р- и п-областей, соответственно, (N1 = N = N3) или первое и второе множества могут содержать одинаковое количество р-областей (N1 = N2) или первое и третье множества могут содержать одинаковое количество р- и п-областей, соответственно, (^ = N3) или второе и третье множества могут содержать одинаковое количество р- и п-областей, соответственно (N2 = N3).
В другом частном случае указанные области с одноименной проводимостью, входящие в первое и второе множества, могут являться п-областями, причем третье множество будет содержать одну или несколько р-областей. При этом первое и/или второе множество может содержать более одной п-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных п-областей, входящих в первое и/или второе множество, предпочтительно соединены параллельно посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел. Кроме того, третье множество может содержать более одной р-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных р-областей, входящих в третье множество, предпочтительно также соединены параллельно посредством одного проводника, т.е. объединены в один узел. В частных случаях первое, второе и третье множества могут содержать равное число п- и р-областей, соответственно, (N1 = N = N3) или первое и второе множества могут содержать одинаковое количество п-областей (N1 = N2) или первое и третье множества могут содержать одинаковое количество п- и р-областей, соответственно, (N1 = N3) или второе и третье множества могут содержать одинаковое количество п- и р-областей, соответственно (Ы2 = N3).
Как будет показано ниже, за счет такого выполнения полупроводникового прибора обеспечивается устранение разброса и повышение стабильности его электрических характеристик, в частности снижается разброс значений полного сопротивления р-п переходов и, кроме того, достигается снижение самой величины полного сопротивления в р-п переходах и существенное увеличение мощности прибора. При этом для изготовления полупроводниковых приборов могут быть использованы стандартные материалы с обычной степенью чистоты, например широко применяемый в настоящее время технический кремний, а также традиционная технология получения полупроводниковых приборов - эпитаксия или диффузное
- 2 015205 напыление с фотолитографией. В результате капитальные затраты на разработку новых полупроводниковых приборов могут быть существенно снижены.
В рамках настоящего изобретения под однотипными понимаются р-η переходы, выполненные одинаковым способом (в одинаковых условиях) из одних и тех же материалов (с использованием одних и тех же примесей в одинаковых количествах), имеющие по существу одинаковые геометрические размеры, форму, а также по существу одинаковые структурно-чувствительные физические (механические, электрические, электромагнитные и др.) характеристики и свойства. Случай, когда все р-η переходы выполняются абсолютно идентичными, предпочтителен, но на практике трудно достижим. Кроме того, под отдельностью р-η переходов понимается отсутствие у них пересекающихся и/или совпадающих участков, т.е. каждый из р-η переходов располагается обособленно (отдельно) от остальных р-η переходов в приборе.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется далее более подробно на конкретных примерах его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
на фиг. 1 - схема СВЧ-диода, выполненного по изобретению;
на фиг. 2 - схема фотогальванического элемента из кристаллического кремния, выполненного по изобретению;
на фиг. 3 - схема фотогальванического элемента из аморфного кремния по изобретению, вид сбоку (в сечении);
на фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид сверху;
на фиг. 5 - структурная схема биполярного транзистора по изобретению;
на фиг. 6 - схема конструктивного выполнения биполярного транзистора по изобретению;
на фиг. 7 - сравнительная вариационная диаграмма распределения значений сопротивления р-η переходов в СВЧ диодах в зависимости от количества р-η переходов Ν;
на фиг. 8 - сравнительная вариационная диаграмма распределения значений сопротивления р-η перехода в статическом режиме для контрольной фотовольтаической ячейки и распределения значений сопротивлений р-η переходов в фотовольтаической ячейке по изобретению;
на фиг. 9 - сравнительная диаграмма зависимости фототока 1фгэ контрольной фотовольтаической ячейки с одним р-η переходом и фотовольтаической ячейки по изобретению;
на фиг. 10 - сравнительная вариационная диаграмма распределения значений выходного тока коллектора для промышленных транзисторов и транзисторов, выполненных по изобретению;
на фиг. 11 - сравнительная диаграмма статических вольт-амперных выходных характеристик контрольного промышленного транзистора (КТ-315 Г) и транзистора по изобретению.
Лучшие варианты осуществления изобретения
Полупроводниковые приборы по первому варианту изобретения относятся к диодам и включают в себя, в частности, собственно диоды (в т.ч. СВЧ-диоды), фотодиоды, светодиоды, полупроводниковые лазеры и др.
Пример 1. СВЧ-диод.
Структурная схема СВЧ-диода, выполненного в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, представлена на фиг. 1. СВЧ-диод содержит четыре (N=4) р-области 2 и одну η-область 4 с образованием четырех отдельных однотипных р-η переходов 3, причем прилегающие к указанным робластям 2 электроды 1 параллельно соединены с помощью токопроводящей цепи (элемента) 1р, а к одиночной η-области 4 прилегает один электрод 5. Следует отметить, что число электродов 5, прилегающих к η-области 4, может варьироваться и быть больше одного, но не может превышать числа робластей 2 (и, соответственно, р-н-переходов 3). При равенстве числа электродов 5 и электродов 1 для минимизации суммарного сопротивления прибора предпочтительно располагать электроды 5, по существу, напротив соответствующих р-областей 4. Кроме того, при наличии нескольких электродов 5 их также следует соединять параллельно одним проводником, т. е. в один узел.
В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения по стандартной технологии, включающей диффузное напыление, фотолитографию, конечную сборку и разрезку микрочипов с размещенными на нем компонентами диода, был изготовлен кремниевый СВЧ-диод, основанный на контакте полупроводник-металл (переход Шоттки). Для этой цели была взята стандартная кремниевая подложка толщиной 72 мкм и диаметром 150 мм. В верхней плоскости подложки с помощью фотошаблонов с четырьмя окнами были нанесены примеси, в качестве которых использовался бор. В одной диодной ячейке-чипе, таким образом, было образовано по 4-е р-η перехода. Размер чипа составлял 450 х 450 мкм. Далее сверху и в нижней плоскости кремниевой подложки были нанесены токопроводящие элементы 1р и контакты-электроды 1 и 5 из золотой проволоки и фольги. Площадь нижнего электрода 5 равнялась сумме площадей верхних окон (т.е. площади окон 4-х р-η переходов). На имеющейся подложке поместилось 100 диодных ячеек.
Доказательства достижения технического результата в изготовленном таким способом диоде представлены на фиг. 7 и в табл. 1. Для сравнения на фиг. 7 представлены значения полного сопротивления в статическом режиме серийного контрольного СВЧ-диода (кривая 15) и СВЧ-диода по изобретению (кри
- 3 015205 вые 16-17). Как видно из фиг. 7, в серийном СВЧ-диоде разброс сопротивления составляет от 0,6 до 164 кОм. В то же время в СВЧ-диоде по изобретению разброс значений полного сопротивления практически устраняется, и при этом одновременно снижается сама величина полного сопротивления. Таким образом, в диоде по изобретению устраняется не только разброс значений сопротивления, что ведет к стабильности вольт-амперных характеристик, но одновременно снижается значение сопротивления, что ведет к увеличению величины тока и мощности диода, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Как видно из табл. 1, в кремниевом СВЧ-диоде по изобретению при частоте 1 ГГц разброс в сопротивлении и емкости отсутствует. В то же время в серийном промышленном диоде эти характеристики имеют значительный разброс по величине. Сопротивление р-η переходов в диодах согласно изобретению снизилось в 4 раза, емкость осталась на прежнем уровне, а пробивное напряжение увеличилось в два раза. Для снижения емкости необходимо снизить площадь нижнего электрода 5. В опытных образцах таким путем добивались снижения емкости в 1,5 раза.
Таблица 1. Значения электрических характеристик для кремниевых диодов с четырьмя р-η переходами при частоте 1 ГГц, изготовленных в промышленных условиях в соответствии с настоящим изобретением (1-7), и контрольные серийные промышленные (8-14) одноэлементные (N=1) диоды из кремния
№ п/п Емкость диода, пФ (Ц=0, Е=1 ГГц). Число р-η переходов N=4 Пробивное напряжение, В (при I обр. = 10 мкА Сопротивление потерь, Ом (при 1пр.=30мА, Г=1 ГГц)
Экспериментальные кремниевые диоды по изобретению с четырьмя р-п переходами
1 0.2 32 0,6
2 0,2 32 0,6
3 0,2 32 0,6
4 0,2 32 0,6
5 0,2 32 0,6
6 0,2 32 0,6
7 0,2 32 0,6
Емкость диода, пФ <и=о, Г=1мГц). Число р-η переходов N=1 Пробивное напряжение, В (при I обр.= 10 мкА Сопротивление потерь, Ом (при 1пр.=30мА, 1=1 ГГц)
Контрольные промышленные кремниевые диоды с одним р-η переходом
8 0,215 16 2,5
9 0,208 16 2,3
10 0,221 16 2,4
11 0,214 16 2,1
12 0,206 16 2,2
13 0,207 16 2,9
14 0,200 16 2,1
Пример 2. Фотодиод в режиме фотогальванического элемента (фотовольтаическая ячейка).
Вариант А. Конструктивная схема фотогальванического элемента (фотовольтаической ячейки), выполненного из кристаллического кремния в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, показана на фиг. 2. Фотогальванический элемент содержит четыре р-области 2 и одну η-область 4, совместно образующих четыре отдельных однотипных р-п-перехода 3. При этом, как и в предыдущем примере, прилегающие к р-областям электроды (аноды) 1 параллельно соединены с помощью одного проводника (токопроводящего элемента) 1р, т.е. объединены в один узел, а к η-области прилегает одиночный отрицательный электрод (катод) 5. Световой поток 6 в данном примере подается на р-η переход 3 через электрод 1 и р-область (р-области) 2.
Для изготовления фотовольтаической ячейки пригодны, по существу, любые полупроводниковые материалы. В настоящее время наиболее распространена технология из кристаллического кремния, у которой КПД составляет 15 %. Наиболее дешевой является технология изготовления фотовольтаической ячейки из аморфного кремния (см. ниже вариант В), которая позволяет подавать световой поток непосредственно на р-η переход. Однако у аморфного кремния КПД практически в настоящее время может
- 4 015205 достичь до 12%. Предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить КПД ячеек из аморфного и кристаллического кремния.
Вариант В.
Структура и схема конструктивного исполнения пучковой фотовольтаической ячейки на аморфном кремнии представлены на фиг. 3 и 4. Технология, основанная на использовании аморфного кремния, является в настоящее время наиболее дешевой и позволяет подавать световой поток непосредственно на рп переход. Она не отличается от технологии изготовления фотогальванического элемента из кристаллического кремния. Для изготовления фотовольтаической ячейки берется подложка 3р (фиг. 3), например, из кварцевого стекла, на которую наносится тонкий, толщиной 0,5-1 мкм, слой аморфного кремния, т.н. ί-слой. Далее на поверхности аморфного кремния формируются р и п слои. Для чего в ί-слой вносятся, например, в левой и правой части ячейки соответствующие примеси - фосфор и бор. В результате между р и п слоями остается полоса и слой из нелегированного аморфного кремния (обозначенный на фиг. 3 и 4 как 3 ί), в котором формируется р-п переход 3. Слой 31 необходим для более эффективного разделения носителей зарядов при воздействии электрического поля р-п перехода. Для фотовольтаической ячейки по изобретению формируют несколько р-п переходов. Как показано на фиг. 4, фотовольтаическая ячейка может содержать четыре р-области 4, сформированные отдельно друг от друга, и одну п-область 2, в результате чего образовано четыре р-п-перехода 3. При этом прилегающие к р-областям положительные электроды 5 соединены параллельно посредством единого проводника 1р, а прилегающий к п-области отрицательный электрод 1 имеет контактную площадь в четыре раза меньше суммарной контактной площади электродов 5. В конструкции фотовольтаической ячейки из аморфного кремния поглощательная способность ρ-ί-п перехода увеличивается в 20 раз по сравнению с конструкцией из кристаллического кремния.
Для изготовления фотовольтаической ячейки использовались стандартная полупроводниковая технология и фотолитография. Для этой цели была взята стандартная кремниевая подложка толщиной 300 мкм и диаметром 100 мм. На верхней части подложки с помощью фотошаблонов с 4-я окнами под размеры площади р-п переходов вносятся примеси методом диффузии (либо иным способом) и тем самым создаются р-п переходы. Затем на верхней и нижней поверхности подложки методом фотолитографии была изготовлена вся металлическая разводка: токопроводящие цепи и контактные площадки под электроды и выводы внешних соединений. На одной подложке можно таким путем разместить довольно большое количество элементарных фотогальванических ячеек.
Доказательства достижения технического результата в изготовленных таким способом фотовольтаических ячейках представлены на фиг. 8-9 и в табл. 2. Для сравнения использованы контрольные фотовольтаические ячейки с эквивалентной фоточувствительной площадкой, т.е. на контрольные и изготовленные по изобретению фотоячейки подавался световой поток одинаковой интенсивности.
Для этого у фотовольтаических ячеек по изобретению были спроектированы одинаковые с контрольными ячейками размеры окна для освещения. Площадь окон составила 9 мм2. Для освещения фоточувствительных площадок использовался калиброванный источник инфракрасного излучения от светодиода АЛ 107 Б.
На фиг. 8 представлены: распределения значений сопротивления К. р-п перехода для промышленных контрольных образцов фотовольтаической ячейки с одним переходом (кривая 18, N=1) и фотовольтаических ячеек по первому варианту изобретения (кривые 19-21) с числом переходов N = 2, 4, 6). Данные представлены в виде диаграмм распределения значения сопротивлений в порядке возрастания номера последовательности п. Было испытано по 100 образцов. Из них видно, что контрольные промышленные образцы имеют значительный разброс по величине сопротивления, а согласно изобретению при N = 4 или N = 6 стабильны и практически не имеют разброса по величине.
Достижение технического результата подтверждается также данными, приведенными на фиг. 9 и в табл. 2. Как хорошо видно на фиг. 9, фототоки у контрольных образцов не стабильны и имеют от образца к образцу значительный разброс по величине (кривые 22-25). В фотовольтаических ячейках, выполненных по изобретению, фототок с увеличением числа р-п переходов N становится стабильным (кривые 2627) и имеет существенно большую величину. В количественном выражении фототок и напряжение (в пределах числа элементов-слоев N = 4) увеличиваются от 5 до 10 раз, и с дальнейшим увеличением числа N фототок увеличивается на еще большую величину. Полученные результаты и расчеты по контрольным и выполненным по изобретению фотовольтаическим ячейкам представлены в табл. 2.
- 5 015205
Таблица 2. Сравнение технических характеристик контрольной фотовольтаической ячейки и ячейки, выполненной по изобретению
Сравнение фотовольтаических ячеек
Контрольная ячейка Ячейка по изобретению
Фото ЭДС - 0.5 В; Ток короткого замыкания - 25 мА; Мощность в режиме холостого хода0.013 Вт; Разброс значений сопротивления р-п перехода в динамическом режиме: от 5 Ом - 20 Ом Фото ЭДС-0.5 В Ток короткого замыкания - 100 мА; Мощность в режиме холостого хода0.05 Вт; Разброс значений сопротивления р-п перехода в динамическом режиме: 0 (от 5 Ом - 5 Ом).
Сравнение расчетных характеристик солнечного модуля на основе обычной кремниевой и согласно изобретения фотоволтаической ячейки
Солнечный модуль из стандартных кремниевых фотоячеек Номинальная мощность -10 Вт; Напряжение холостого хода — 0.5 В; Ток короткого замыкания - 25 мА; Площадь фоточувствительной поверхности в условных единицах - 1; Масса модуля в условных единицах ~ 1; Себестоимость в условных единицах - 1; Срок службы - 1. Солнечный модуль на основе фотоячеек согласно изобретения Номинальная мощность - 10 Вт; Напряжение холостого хода - 0.5 В; Ток короткого замыкания - 100 мА; Площадь фоточувствительной поверхности в условных единицах - 0.25 Масса модуля в условных единицах — 0.25 Себестоимость 0.25; Срок службы) -10.
Из сравнения этих данных следует, что фотовольтаическая ячейка по изобретению с числом р-η переходов N = 4 по техническим характеристикам существенно превосходит обычный кремниевый фотогальванический элемент. При увеличении числа переходов более 4-х эффект усиливается на еще большую величину. Например, при N = 8 фототок и мощность фотовольтаической ячейки увеличивается в 8 раз.
Исходя из вышеописанных примеров необходимо особо отметить главные отличия традиционных диодов, работа которых основана на эффектах в р-η переходах (фотодиоды, светодиоды, полупроводниковые лазеры и т.д.), от полупроводниковых приборов по первому варианту заявленного изобретения. Все современные (традиционные) диоды представляют собой один полупроводниковый прибор - преобразователь. Если это фотодиод, то он преобразует внешнее приложенное напряжение в виде световой энергии в электрическую энергию постоянного тока, если это просто диод, то внешне приложенное переменное электрическое поле в таком приборе преобразуется в постоянный ток, т.е. полупроводниковый прибор является выпрямителем переменного тока. Наоборот, в случае подачи, например, на диод внешнего постоянного электрического поля происходит преобразование постоянного электрического поля в переменное (режим генерации) и т.д. В полупроводниковых приборах в режиме диода, как это видно в вышеописанных примерах, кроме всего этого, происходит усиление тока, т.е. в полупроводниковых приборах согласно первому варианту изобретения в одном устройстве сочетаются два прибора - это преобразователь и усилитель. Таким образом, принципиальное и существенное отличие полупроводниковых приборов с двумя наборами р- и η-областей (диодов) по первому варианту изобретения от известных из уровня техники аналогов - это наличие в его структуре одновременно преобразователя и усилителя тока. Усиление тока происходит за счет снижения общего внутреннего сопротивления р-η переходов в параллельной цепи внутренней структуры диода. В разработанных диодных структурах при увеличении числа N>1 р-η переходов в одной параллельной цепи разброс величины общего внутреннего сопротивления в такой параллельной цепи (схеме) полностью устраняется, а значение общего сопротивления такого суммарного р-η перехода становится стабильным и стремится к минимальному значению. В результате в структуре полупроводника образуется зона с пониженным сопротивлением и соответственно в нем создается дополнительное мощное электрическое поле, в котором и происходит усиление тока. Это наглядно видно на фиг. 8, на которой представлены результаты замеров сопротивлений р-η переходов у 4-х серий диодов (контрольного и выполненного по изобретению).
Второй вариант заявленного изобретения относится к транзисторам, включая биполярные и полевые.
Пример 3. Биполярный транзистор.
Структурная схема и конструктивное исполнение биполярного транзистора по изобретению представлены на фиг. 5 и 6. В таком транзисторе имеются две группы р-η переходов 3, образованных за счет наличия в полупроводниковом приборе двух множеств р-областей 2 и одного множества η-областей 4,
- 6 015205 которое может включать одну п-область 4 и более. На фиг. 5 и 6 показано, что первое и второе множества содержат по четыре р-области 2, а третье множество содержит одну п-область 4. В результате образовано два набора р-п-переходов 3 по четыре р-п-перехода в каждом. Электроды, прилегающие, по меньшей мере, к областям одного из множеств, которые содержат две и более области, соединяются параллельно посредством одного проводника. В частности, электроды 8 (эмиттера) и 9 (коллектора), прилегающие к р-областям 2 из первого и второго множества соответственно, соединены параллельно посредством одиночных проводников 1р, а к п-области 4 (базе) прилегает одиночный электрод 7.
Для изготовления указанного транзистора используется стандартная технология. Берется, например, 100-мм стандартная пластина-подложка толщиной 270 мкм из полупроводникового материала, например кремния р-типа с отполированной поверхностью. Затем все операции размещения на этой подложке р-п переходов, токопроводящих цепей, электродов и соединений производятся с помощью фотолитографии. На стандартной кремниевой подложке размещается обычно довольно большое количество элементарных ячеек, на которых собственно размещен транзистор. Технологический цикл последовательных операций общеизвестен. Для осуществления изобретения по второму варианту в полупроводниковой технологии изменяется лишь число окон и их конфигурация под р-п переходы, токопроводящие цепи и электроды. Для того чтобы обеспечить выполнение конструкции транзистора по изобретению, необходимо увеличить число окон под р-п переходы, например, в 4 раза (т.е. число переходов N будет равно 4). Конструктивно в шаблоне предусматривается токопроводящая цепь, параллельно связывающая 4 окна под р-п переходы. Таким образом, изготовление биполярного транзистора по изобретению предусматривает лишь незначительные изменения конструкции фотошаблона, в частности конфигурации окон. Фотошаблон изготавливается исходя из схемы конструктивного размещения элементов в приборе (см. фиг. 5 и 6).
Указанным выше способом - по стандартной полупроводниковой технологии - был изготовлен транзистор малой мощности. При этом были параллельно соединены р-п переходы коллектора и эмиттера согласно схемам на фиг. 5 и 6. Для сравнения и контроля была испытана эквивалентная серия контрольных промышленных образцов из более чем 100 транзисторов типа КТ 315 Г. На фиг. 10 представлены результаты замеров выходных токов коллектора для промышленной серии из 100 образцов транзистора типа КТ 315 Г (кривая 28) и изготовленных 100 образцов транзисторов по изобретению (кривая 29). Данные расположены в виде ряда последовательных чисел в порядке возрастания номера п. Из этих данных видно, что контрольные промышленные образцы имеют значительный разброс значений выходных токов - от 300 до 600 мА, а транзисторы по изобретению стабильны и не имеют разброса по величине. Далее достижение технического результата видно на фиг. 11, где представлены статические вольтамперные входные и выходные характеристики транзисторов, изготовленных по изобретению.
На фиг. 11 (кривые 30-33) видно, что промышленные образцы по величине выходного тока (на эмиттербазе ток варьировался от 0 до 40 мкА, при более большом токе наступает пробой) не стабильны - значения силы выходного тока изменяются в зависимости от величины напряжения коллектора-эмиттера. Из этой же фиг. 11 (прямые 30-33 ) видно, что в многоэлементном транзисторе по изобретению входной ток стабилен и с изменением напряжения на коллектор-эмиттере получается практически идеальный результат - все экспериментальные точки лежат параллельно оси напряжения. При этом величина пробивного тока увеличивается с 50 до 300 мА (см. табл. 3), что свидетельствует об увеличении стойкости к перегрузкам и увеличении мощности транзистора по изобретению по сравнению с промышленным. Как видно из табл. 3, в которой также представлены данные по предельно допустимым значениям (ПДЗ) электрических параметров промышленного транзистора и транзистора по изобретению, мощность возрастает с 77 до 420 мВт. Необходимо отметить, что стабильность электрических параметров транзисторов согласно изобретения сохраняется и в условиях повышения температуры окружающей среды до 150°С. В количественном соотношении температурная стойкость приведенного транзистора увеличивается на 30-40°. Стабильность электрических параметров биполярных транзисторов, выполненных в соответствии с настоящим изобретением, сохраняется и в СВЧ диапазоне.
Таблица 3.
Данные электрических параметров контрольного и согласно изобретению транзисторов. В таблице ПДЗ, 1бэ; ПДЗ, иб и ПДЗ, 1б - предельно допустимые значения тока базы-эмиттера, напряжения базы и тока базы.
Ν, число р-п переходов ПДЗ, 1бэ, мкА ПДЗ, и6,в ПДЗ, Те, мА Мощность Ψ, мВт
1 50 7 11 77
10 200 Ί 40 280
20 300 7 60 420
К изложенному необходимо добавить, что аналогичные результаты получаются при изготовлении не только биполярных транзисторов, но и полевых. Во всех случаях независимо от типа транзистора (биполярного или полевого) наблюдаются эффекты устранения разброса и снижения общего сопротивления р-п переходов в параллельных цепях внутренней структуры полупроводниковых приборов. При этом
- 7 015205 возможны различные сочетания и комбинации транзисторов:
- многоэмиттерный транзистор (например, р-п-р). В этом транзисторе изготавливается эмиттер с числом р-п переходов N1 > 1, одна база с одним р-п переходом и один коллектор с одним р-п переходом. При этом примыкающие к эмиттерным р-областям электроды посредством одного проводника соединены параллельно в цепь, сходящуюся в одной точке.
- многоколлекторный транзистор (р-п-р). В этом транзисторе изготавливается коллектор с числом р-п переходов больше 1, одна база с одним р-п переходом и один эмиттер с одним р-п переходом. При этом примыкающие к коллекторным р-областям электроды собраны в параллельную цепь, сходящуюся в одной точке.
- многобазовый транзистор (р-п-р). В этом транзисторе изготавливается база с числом р-п переходов больше 1, один коллектор с одним р-п переходом и один эмиттер с одним р-п переходом. При этом примыкающие к базовым п-областям электроды собраны в параллельную цепь, сходящуюся в одной точке.
- многобазово-эмиттерно-коллекторный транзистор (р-п-р). В этом транзисторе изготавливается эмиттер с числом р-областей Ν1 > 1, коллектор с числом р-областей Ν2 > 1 и база с числом п-областей Ν3 > 1. При этом электроды, примыкающие и к базовым п-областям, и к эмиттерным и коллекторным р-областям, соединены внутри соответствующих множеств р- или п-областей параллельно в цепь, сходящуюся в одной точке.
Возможны другие сочетания и комбинации базы-коллектора-эмиттера (или стока-затвора-истока). Все зависит от того, какой необходимо получить потребителю эффект: стабильность вольт-амперных характеристик, усиление электрических параметров (тока, напряжения, или в целом мощности), повышение быстродействия полупроводникового прибора или увеличение температурной стойкости, либо увеличение граничной частоты. При этом, естественно, чем больше будет число р-п переходов, примыкающих к электродам базы-эмиттера-коллектора в параллельной цепи, тем больше будет усиление мощности.
В частности, в многоэмиттерном транзисторе чем больше будет число N р-п переходов, тем больше будет носителей зарядов на переходе эмиттер-база и тем больше будет усиление тока эмиттера. В многоколлекторном транзисторе чем больше будет число Ν3 р-п переходов, тем больше будет собираться носителей зарядок на электроде коллектора и тем самым больше будет усиление тока во внешней цепи транзистора. В многобазовом транзисторе при увеличении числа р-п переходов база-коллектор уменьшается разброс и увеличится стабильность электрических параметров базы (сопротивления, тока и напряжения), в результате которого получаются сверхстабильные и сверхточные вольтамперные характеристики транзистора. Кроме того, в таком транзисторе увеличивается его быстородействие.
В многобазово-эмиттерно-коллекторном транзисторе происходит изменение всех перечисленных выше параметров:
1. Устраняется разброс электрических параметров (сопротивления, входных и выходных токов и напряжений).
2. Все вольтамперные характеристики транзистора становятся идеально стабильными.;
3. Существенно усиливаются все электрические характеристики (ток, напряжение и мощность).;
4. Повышается быстродействие и увеличивается стойкость к температурным и токовым перегрузкам.
В случае изготовления и модификации мощных и сверхмощных современных полупроводниковых приборов, например составных транзисторов, ЮВТ-модулей и др., по второму варианту заявленного изобретения можно получить еще более существенные результаты за счет еще большего усиления электрических параметров. Ниже в табл. 4 приведены значения электрических параметров мощного п-р-п кремниевого транзистора типа КТД 8281 и модифицированных и изготовленных согласно изобретению с восемью р-п переходами в базе-эмиттере-коллекторе.
- 8 015205
Таблица 4
Наименование и тип транзистора Напряжение коллекторабазы, В Напряжение коллектораэмиттера, В Напряжение эмитгера-базы, В Ток коллектора постоянный, А Ток базы постоянный, А Рассеиваемая мощность коллектора, Вт
1. п-р-п кремниевый транзистор ВИД 8281 80 80 5 60 5 120
2. Кремниевый транзистор согласно 300 300 25 400 25 900
изобретения; число р-η переходов в базеэмиттерколлекторе равно 8
Из табл. 4 видно, что все электрические параметры сверхмощного транзистора согласно изобретению существенно выше, чем у известного аналога.
В заключение следует отметить, что вышеприведенные примеры представлены лишь для лучшего понимания сущности изобретения, а также его преимуществ и ни в коей мере не охватывают все возможные частные случаи его осуществления. Специалисту в данной области техники ясно, что возможны и другие конкретные варианты его воплощения, например в тиристорах, в фототранзисторах, светодиодах, полупроводниковых лазерах, и т.д. с различными сочетаниями (комбинациями) р- и η-областей (в частности, вместо р-п-р-транзисторов аналогично могут выполняться η-ρ-η-транзисторы), а также применением других полупроводниковых материалов, в частности арсенида галлия в фотовольтаических ячейках, полимерных полупроводниковых материалов и др. Очевидно, что все указанные варианты не выходят за рамки объема притязаний данного изобретения, определяемого исключительно прилагаемой формулой.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано при изготовлении сверхточных и сверхмощных диодов, транзисторов, тиристоров, фотодиодов, светодиодов, полупроводниковых лазеров, микросхем, микропроцессоров со стабильными электрическими параметрами, работающих в обычных, высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) условиях.
При этом получение полупроводниковых приборов по изобретению не требует внесения существенных изменений в существующую и широко используемую на данный момент полупроводниковую технологию. Следует также отметить, что какого-либо дополнительного принципиально нового оборудования для внедрения полупроводниковых приборов, выполняемых по заявленному изобретению, не требуется.

Claims (32)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Полупроводниковый прибор, содержащий по меньшей мере одну р-область и по меньшей мере одну η-область с прилегающими к каждой из указанных областей электродами, отличающийся тем, что он содержит N>1 (где N - целое число) областей с одноименной проводимостью и одну область с противоположной проводимостью с образованием N отдельных однотипных рш-переходов, причем электроды, прилегающие к каждой из N областей с одноименной проводимостью, параллельно соединены посредством одного проводника.
  2. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что указанные N области с одноименной проводимостью являются р-областями, а указанная одна область с противоположной проводимостью является η-областью.
  3. 3. Прибор по п.2, отличающийся тем, что к указанной одной η-области прилегает М электродов, где 1<М<К
  4. 4. Прибор по п.3, отличающийся тем, что М=1.
  5. 5. Прибор по п.3, отличающийся тем, что М>1, и при этом электроды, прилегающие к η-области, параллельно соединены посредством одного проводника.
  6. 6. Прибор по п.5, отличающийся тем, что М=^ и при этом прилегающие к одной η-области элек
    - 9 015205 троды расположены, по существу, напротив каждой из р-областей.
  7. 7. Прибор по п.1, отличающийся тем, что указанные N области с одноименной проводимостью являются η-областями, а указанная одна область с противоположной проводимостью является р-областью.
  8. 8. Прибор по п.7, отличающийся тем, что к указанной одной р-области прилегает М электродов, где 1<М<К
  9. 9. Прибор по п.8, отличающийся тем, что М=1.
  10. 10. Прибор по п.8, отличающийся тем, что М>1, и при этом электроды, прилегающие к р-области, параллельно соединены посредством одного проводника.
  11. 11. Прибор по п.10, отличающийся тем, что Μ=Ν, и при этом прилегающие к одной р-области электроды расположены, по существу, напротив каждой из η-областей.
  12. 12. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что N=4.
  13. 13. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что N=8.
  14. 14. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что N=16.
  15. 15. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что N>200.
  16. 16. Полупроводниковый прибор транзисторного типа, содержащий по меньшей мере одну робласть и по меньшей мере одну η-область с прилегающими к каждой из указанных областей электродами, отличающийся тем, что он содержит первое множество, включающее N^1 областей с одноименной проводимостью, второе множество, включающее N^1 областей с той же проводимостью, а также третье множество, включающее N,>1 областей с противоположной проводимостью, с образованием первого набора отдельных однотипных ρ-η-переходов между областями из первого и третьего множества и второго набора отдельных однотипных ρ-η-переходов между областями из второго и третьего множества, при этом по крайней мере два из указанных множеств областей содержат не менее двух областей, и при этом электроды, прилегающие к областям, входящим по меньшей мере в одно из указанных множеств, для которых выполнено условие N>2, где ίε{1, 2, 3}, параллельно соединены посредством одного проводника в один токовый узел.
  17. 17. Прибор по п.16, отличающийся тем, что указанные области с одноименной проводимостью, входящие в первое и второе множества, являются р-областями, а третье множество содержит одну или несколько η-областей.
  18. 18. Прибор по п.17, отличающийся тем, что первое множество содержит более одной р-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных р-областей, входящих в первое множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  19. 19. Прибор по п.17 или 18, отличающийся тем, что второе множество содержит более одной робласти, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных р-областей, входящих во второе множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  20. 20. Прибор по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что третье множество содержит более одной η-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных η-областей, входящих в третье множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  21. 21. Прибор по п.17, отличающийся тем, что первое и второе множества содержат одинаковое количество р-областей, т.е. N^N2.
  22. 22. Прибор по п.17, отличающийся тем, что первое, второе и третье множества содержат одинаковое количество р- и η-областей соответственно, т.е. N1=^=^.
  23. 23. Прибор по п.17, отличающийся тем, что первое и третье множества содержат одинаковое количество р- и η-областей соответственно, т.е. N^N3.
  24. 24. Прибор по п.17, отличающийся тем, что второе и третье множества содержат одинаковое количество р- и η-областей соответственно, т.е. ^=¾.
  25. 25. Прибор по п.16, отличающийся тем, что указанные области с одноименной проводимостью, входящие в первое и второе множества, являются η-областями, а третье множество содержит одну или несколько р-областей.
  26. 26. Прибор по п.25, отличающийся тем, что первое множество содержит более одной η-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных η-областей, входящих в первое множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  27. 27. Прибор по п.25 или 26, отличающийся тем, что второе множество содержит более одной ηобласти, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных η-областей, входящих во второе множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  28. 28. Прибор по любому из пп.25-27, отличающийся тем, что третье множество содержит более одной р-области, причем электроды, прилегающие к каждой из указанных р-областей, входящих в третье множество, соединены параллельно посредством одного проводника.
  29. 29. Прибор по п.25, отличающийся тем, что первое и второе множества содержат одинаковое количество η-областей, т.е. N^N2.
  30. 30. Прибор по п.25, отличающийся тем, что первое, второе и третье множества содержат одинаковое количество η- и р-областей соответственно, т.е. N1=^=^.
    - 10 015205
  31. 31. Прибор по п.25, отличающийся тем, что первое и третье множества содержат одинаковое количество п- и р-областей соответственно, т.е. Ν1=Ν3.
  32. 32. Прибор по п.25, отличающийся тем, что второе и третье множества содержат одинаковое количество п- и р-областей соответственно, т.е. Ν2=Ν3.
EA200802141A 2005-11-07 2005-11-07 Полупроводниковый прибор (варианты) EA015205B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2005/000547 WO2007053052A1 (fr) 2005-11-07 2005-11-07 Dispositif semi-conducteur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200802141A1 EA200802141A1 (ru) 2009-02-27
EA015205B1 true EA015205B1 (ru) 2011-06-30

Family

ID=38006102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200802141A EA015205B1 (ru) 2005-11-07 2005-11-07 Полупроводниковый прибор (варианты)

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1953826A4 (ru)
EA (1) EA015205B1 (ru)
WO (1) WO2007053052A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110248370A1 (en) * 2008-05-20 2011-10-13 Bronya Tsoi Electromagnetic radiation converter with a battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1676402A1 (ru) * 1989-10-31 1992-07-23 Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов Диод Ганна
RU2019894C1 (ru) * 1991-11-21 1994-09-15 Государственное предприятие - Особое конструкторское бюро "Искра" Высоковольтный планарный p -n-переход
US5610415A (en) * 1994-09-30 1997-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Turn-off semiconductor component having amphoteric properties
RU2094911C1 (ru) * 1994-06-24 1997-10-27 Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Комплементарный элемент или - не и его электрическая схема
US6608349B1 (en) * 2001-11-13 2003-08-19 National Semiconductor Corporation Narrow/short high performance MOSFET device design

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3124640A (en) * 1960-01-20 1964-03-10 Figure
JPS56162864A (en) * 1980-05-19 1981-12-15 Hitachi Ltd Semiconductor device
KR20010014774A (ko) * 1999-04-22 2001-02-26 인터실 코포레이션 빠른 턴-오프 파워 반도체 디바이스
JP3778152B2 (ja) * 2002-09-27 2006-05-24 株式会社デンソー ダイオード

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1676402A1 (ru) * 1989-10-31 1992-07-23 Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов Диод Ганна
RU2019894C1 (ru) * 1991-11-21 1994-09-15 Государственное предприятие - Особое конструкторское бюро "Искра" Высоковольтный планарный p -n-переход
RU2094911C1 (ru) * 1994-06-24 1997-10-27 Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Комплементарный элемент или - не и его электрическая схема
US5610415A (en) * 1994-09-30 1997-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Turn-off semiconductor component having amphoteric properties
US6608349B1 (en) * 2001-11-13 2003-08-19 National Semiconductor Corporation Narrow/short high performance MOSFET device design

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pasynkov B.B. i dr. Poluprovodnikovye pribory. Moskva, Vysshaya shkola, 1973, str. 208-210, ris. 2.60 *
Pasynkov V.V. i dr. Poluprovodnikovye pribory. Moskva, Vysshaya shkola, 1987, str. 269-271, ris. 4.53 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1953826A4 (de) 2009-07-08
EA200802141A1 (ru) 2009-02-27
EP1953826A1 (de) 2008-08-06
WO2007053052A1 (fr) 2007-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7772602B2 (en) Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
TW200822391A (en) Alternate current light-emitting device and fabrication method thereof
KR20020093070A (ko) 열전기 소자
US20100301677A1 (en) Photovoltaic Power Generation System and Photovoltaic Power Generation Device
CN114566579A (zh) 半导体元件
US7659474B2 (en) Solar cell array with isotype-heterojunction diode
JPH09283779A (ja) 太陽電池
Imtiaz et al. All-in-one photovoltaic power system: Features and challenges involved in cell-level power conversion in ac solar cells
Markvart Relationship between dark carrier distribution and photogenerated carrier collection in solar cells
RU2355066C2 (ru) Преобразователь электромагнитного излучения
JP5137563B2 (ja) 横型構成電気光学デバイス
EA015205B1 (ru) Полупроводниковый прибор (варианты)
Morschbach et al. Visible light emission by a reverse-biased integrated silicon diode
US20080302412A1 (en) Photovoltaic power device and manufacturing method thereof
DK157468B (da) Diode til monolitisk integreret kreds
Kaklin et al. High voltage generation using deep trench isolated photodiodes in a back side illuminated process
US5744854A (en) Surge protective device having a surface collector region directly shorted to a base region
CN207558815U (zh) 一种光控GaN/SiC基功率半导体开关器件
RU2364008C2 (ru) Транзистор и способ его изготовления
US8921213B2 (en) Method of making less electric current dependence of electric current gain of semiconductor device
RU2701873C1 (ru) Полупроводниковая структура многопереходного фотопреобразователя
JPS5845830B2 (ja) 集積回路とその製法
KR101693590B1 (ko) 간접 밴드갭 반도체 전기발광소자 및 이의 제조방법
Nasirkhodjaev et al. Stable Optoelectronic Devices Based on Injection-Voltaic and Photo-Voltaic Effects
SU598470A1 (ru) Солнечный фотоэлемент

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU