ИНЖЕКЦИОННО-ПОЛЕВАЯ СТРУКТУРА, ВЫПОЛНЕННАЯ ДВОЙНОЙ ДИФФУЗИЕЙ ПРИМЕСЕЙ

П.Г. Грицаенко

П.Г. Грицаенко Южный федеральный университет

Ключевые слова: Инжекционно-полевая логика, профиль распределения примеси, самосовмещение областей, воспроизводимость, плотность компоновки

Аннотация

В 80-е годы прошлого столетия в качестве элементной базы широко применялась инте-
гральная инжекционная логика (И2Л). Несколько позднее в развитие И2Л для построения СБИС
появилась инжекционно-полевая логика (ИПЛ). Оба элементных базиса близки по степени ин-
теграции на кристалле. Увеличения степени интеграции в СБИС можно достигнуть с исполь-
зованием самосовмещения областей, при котором введение примесей разного типа осуществ-
ляется с использованием одной границы маскирующего материала. В данной работе этот
принцип используется для создания вертикального канала ключевого полевого транзистора
ИПЛ-логики. В эпитаксиальной пленке p-типа, нанесенной на подложку n+-типа, последова-
тельно создаются сначала область n-типа с глубиной большей толщины эпитаксиальной плен-
ки, а затем в то же окно выполняется диффузия примеси с созданием области p-типа. Про-
межуток между этими областями n-типа является каналом формируемого полевого
транзистора. Далее создается мелкая область n+-типа, перекрывающая канал, которая
является областью стока ключевого полевого транзистора с вертикальным каналом,
диффузионная область p-типа является затвором, а однородно легированная область
эпитаксиальной пленки выполняет функцию инжектора. Разветвление по выходу в даннойИПЛ-структуре обеспечивается путем размещения нескольких стоков по периметру кана-
ла. Благодаря такой геометрии, структура обладает большей воспроизводимостью пара-
метров по сравнению с основной конструкцией ИПЛ. Рассмотрены топологические вари-
анты выполнения ИПЛ-ячейки и схем на ее основе: схемы 6 ИЛИ-НЕ и Dt-триггера. Пред-
лагаемый конструктивно-технологический вариант ИПЛ-ячейки может быть рекомендо-
ван для создания СБИС высокой степени интеграции.

Литература

1. Baranov L.I. O koeffitsente usileniya polevogo tranzistora so smeshcheniem zatvora v
pryamom napravlenii [On the gain factor of the field transistor with forward shift of the gate],
Radiotekhnika i elektronika [Radio engineering and electronics], 1975. – Vol. 20. – No. 6.
– Р. 1323-1325.
2. Gritsaenko P.G. Konstruktivno-tekhnologicheskiy variant dlya SBIS na osnove inzhekcionnopolevoy
logiki [Constructive and technological variant for VLSI based on injection-field logic],
Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2019,
No. 5 (207), pp. 175-183.
3. Batalov B.V., Kremlev V.J., D’yakonov V.M. Modelirovanie raboty polevogo tranzistora kak
elementa inzhektsionno-polevoy logiki [Simulation of field transistor operation as an element
of injection-field logic], Mikroelektronika [Microelectronics], 1979, Vol. 8, Issue 1, pp. 4-43.
4. D’yakonov V.M., Kremlev V.J. Modelirovanie elementov inzhekcionno-polevyh logicheskih
mikroskhem [Modeling of Elements of Injection Field Logic Chips], Elektronnaya
promyshlennost' [Electronic Industry], 1979, Issue 4 (76), pp. 286-288.
5. Kremlev V.Y. Staticheskie kharakteristiki elementov SBIS inzhektsionno-polevoy logiki [Static
characteristics of VLSI elements of injection-field logic], Sb. «Tekhnologiya, proektirovanie i
nadezhnost' integral'nykh poluprovodnikovykh skhem» [Coll. «Technology, design and reliability
of integrated semiconductor circuits»]. Moscow: MIET, 1988,122 p.
6. Garitsyn A.G., Gritsaenko P.G., Levin A.Yu., Tarasov A.O. Polevoy tranzistor s
samosovmeshchennym vertikal'nym kanalom [Field-effect transistor with self-displaced vertical
channel], Elektronnaya tekhnika. Seriya 2 “Poluprovodnikovye pribory” [Electron Technics. Series
2 “Semiconductor devices”], 1981, Vol. 6 (148).
7. Gritsaenko P.G., Kremlev V.J., Gadkov S.M. Issledovanie staticheskikh parametrov IPLinvertora
[Study of static parameters of IPL inverter], Deposited in the interagency abstract
collection Technique, «Technology and Economics». Series ER, No. 27. Taganrog, 1981, 5 p.
8. Kremlev V.Ya. Gritsaenko P.G. Dostizhenie pikovattnoy moshchnosti v inzhektsionno-polevoy
logike [Achievement of peak power in injection-field logic], Izvestiya VUZov.
Radioelektronika [News of Higher Educational USSR. Radioelectronics], 1981, Vol. XXIV,
No. 8, pp. 96-97.
9. Avayev N.A., Dulin V.N., Naumov Yu.E. Bol'shie integral'nye skhemy s inzhektsionnym
pitaniem [Large injection-powered integrated circuits]. Moscow: Sov. radio, 1977, 248 p.
10. Barinov V.V., Kremlev V.Ya., Moshkin V.I., Orlikovsky A.A. Integral'nye skhemy s
inzhekcionnym pitaniem [Integrated circuits with injection power supply], Zarubezhnaya
elektronnaya tekhnika [Foreign electronic equipment], 1973, No. 19, pp. 3.
11. Shagurin I.I., Petrosyants K.O. Proektirovanie tsifrovykh mikroskhem na elementakh
inzhektsionnoy logiki [Design of digital microcircuits based on injection logic elements].
Moscow: Radio i svyaz', 1984, 231 p.
12. Kremlev V.Yu., Moshkin V.I. Funktsional'no-integrirovannye elementy BIS [Functionally integrated
elements of LSI], Elektronnaya promyshlennost' [Electronic industry], 1976, No. 5, pp. 50-61.
13. Kremlev V.Ya., Gritsaenko P.G. Issledovanie struktury na vzaimodopolnyayushchikh bipolyarnykh
tranzistorakh [Study of the structure of complementary bipolar transistors], Izvestiya VUZov.
Radioelektronika [Proceedings of the Universities. Radioelectronics], 1988, No. 3.
14. Inzhekcionno-polevaya struktura dlya logicheskih integral'nyh skhem [Injection field structure
for logic integrated circuits]: Avtorskoe svidetel'stvo [Author 's certificate] No. 764567
(USSR). – Published in Bulletin No. 34, 1980.
15. Makovijchuk M.I., Parshin E.O., Rekshinskij V.A. Fizicheskie osnovy tekhnologii KNIstruktur,
formiruemyh metodom ionno-luchevogo sinteza [The physical basis of the technology
of COI structures formed by the method of ion-beam synthesis], Izvestiya VUZov.
Elektronika [News of Higher Educational USSR. Electronics], 1998, No. 5, pp. 10-16.
16. Pierce K., Adams A., Katz L., Tsai J., Seidel T., McGillis D. Tekhnologiya SBIS: V 2-h
knigakh. [VLSI technology: In 2 books], ed. by S. Zi: Transl. from Engl. Moscow: Mir:
Redaktsiya literatury po novoy tekhnike [Redakciya literatury po novoj tekhnike], 1986.
17. Rudakov V.I., Denisenko Yu.I., Mochalov B.V. Nizkotemperaturnyy otzhig SIMOX-struktur v
neodnorodnom temperaturnom pole [Low-temperature annealing of SIMOX structures in an
inhomogeneous temperature field], Mikroelektronika [Microelectronics], 2000, Vol. 29, No. 5,
pp. 367-373.
18. Krivilevich S.A., Makoviychuk M.I., Parshin E.O. Ionnyy sintez struktur kremniy-naizolyatore.
Sovremennoe sostoyanie, novye podkhody i perspektivy [Ion synthesis of siliconon-
insulator structures. Current state, new approaches and prospects], Mikroelektronika [Microelectronics],
1999, Vol. 28, No. 5, pp. 363-369.
19. Korolev M.A., Krupkina T.Yu., Reveleva M.A. Tekhnologiya, konstruktsii i metody
modelirovaniya kremnievykh integral'nyh skhem [Technology, designs and methods of modeling
silicon integrated circuits], under the general ed. chl.-corr. RAS Prof. Yu.A. Chaplygina.
Moscow: Binom. Laboratoriya znaniy, 2015, 400 p.
20. Svetlichny A.M., Naumchenko A.S., Svetlichnaya L.A., Zhityaev I.L. Metody izolyatsii
elementov mikro- i nanostruktur: ucheb. posobie [Methods of isolation of elements of microand
nanostructures: textbook]. Rostov-on-Don: Izd. YuFU, 2014, 56 p