Конструктивно-технологические особенности структуры диодов.

Конструктивно-технологические особенности электронных переходов делят диоды на точечные, сплавные, микросплавные, диффузионные, эпитаксиальные, с барьером Шотки, поликристаллические и другие типы.

У точечных диодов электронно-дырочный переход образован контактом заостренной железной иглы, к примеру из сплава вольфрама с молибденом, с полупроводниковым кристаллом кремния, германия, арсенидо-галлия и других материалов. Характеристики окружаю-щей Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. среды, чистота поверхности кристалла и механические условия контактирования определяют в значимой мере электронные характеристики диодов и его ВАХ. Слой p-типа появляется в кристалле полупроводника в итоге термодиффузии акцепторных примесей (к примеру, индия либо алюминия в германий n-типа) с конца железной иглы, возникающей под воздействием огромных импульсов тока Конструктивно-технологические особенности структуры диодов., пропускаемых через контакт. Линейные размеры перехода точеч-ного диодика соизмеримы с шириной его обедненной области. Площадь контакта наименее 50 мкм², потому емкость перехода мала, а прямые токи через переход не превосходят 10-ов миллиампер. Область p-типа под контактом геометрически неоднородна, и обычно в ней сосредоточено наибольшее количество изъянов кристаллической структуры Конструктивно-технологические особенности структуры диодов.. Сильное электронное поле в области контакта содействует возникновению значимых токов утечки и генерации.

Структура электронно-дырочного перехода сплавных диодов появляется вплавлением в кристалл полупроводника n-типа сплава с акцепторной примесью, к примеру индия в германий, алюминия в кремний и т. п. В кристалле полупроводника n-типа подвижность электронов Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. в 2 - 2,5 раза больше, чем дырок в p-полупроводнике. Потому при схожей электропроводности полупроводников p- и n-типа концентрацию доноров в кристалле – базе диодика можно уменьшить и тем повысить пробивное напряжение перехода. Этим обоснован выбор в диодиках в качестве базы кристалла полупроводника с электрической проводимостью. При изготовлении кремниевых сплавных диодов Конструктивно-технологические особенности структуры диодов., в кремний вплавляется узкая дюралевая проволока при температуре 600-700ºС. В месте сплава формируется узкий обогащенный алюминием рекристаллизованный слой кремния с той же кристаллической структурой, что и начальный полупроводник, но с проводимостью p-типа. Меж рекристаллизованным слоем (шириной в несколько микрометров) и монокристаллом появляется p-n-переход, граница Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. которого указана на рисунке штриховой линией.

Электронно-дырочные переходы сплавных диодов – резкие либо ступенчатые. Они пропускают прямые токи до 10-ов ампер. Из-за большой площади переходов их емкости относительно значительны. У микросплавных диодов несколько больший по площади p-n-переход, чем у точечных. Электронный переход микросплавных диодов с золотой связкой Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. формируется способом микровплавления в кристалл германия узкой золотой проволочки с присадкой галлия на конце. Под контактом появляется рекристаллизованный слой германия p-типа (p-n-переход показан штриховой линией). В этом случае употребляется способ импульсной сварки: через контакт пропускается импульс тока большой амплитуды. Время от времени диоды подобного типа именуют Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. сварными.

У диффузионных диодов электронный переход делается способом общей либо локальной диффузии донорных и акцепторных примесей в кристалл полупроводника. Диффузию можно проводить однократно и неоднократно. К примеру, структура электронного перехода кремниевого диодика p+-p-n-n+-типа делается способом общей неоднократной диффузии. Область p-типа формируется диффузией акцепторной примеси Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. – алюминия в кремниевую пластинку n-типа, а область n+-типа – диффузией в эту же пластинку фосфора – донорной примеси. Для образования p+-области проводится 2-ая диффузия бора в p-область. Омические контакты с p+- и n+-областью структуры изго-тавливают хим осаждением никеля и следующим галь-ваническим золочением.

При изготовлении германиевых Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. диффузионных диодов выбирается пластинка германия p-типа, т.к. донорные примеси по сопоставлению с акцепторными лучше диффундируют в германий. В качестве диффузанта употребляется сурьма. Для формирования омического контакта с n-областью диффузионной структуры применяется оловянный припой с присадкой сурьмы. Омический контакт с p-областью германия образует вплавленный в эту Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. область индий.

Для уменьшения емкости p-n-перехода в высокочастотных диффузионных диодиках употребляется мезаструктура, получаемая способом глубочайшего хим травления. В итоге первой общей диффузии создается n+-Si-слой в кристалле n-типа. После 2-ой общей диффузии, формирующей p-слой в кристалле кремния, образования омического контакта и защиты отдельных участков Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. кристалла через маску осуществляется травление поверхности его незащищенных участков. В итоге p-n-переход остается лишь на маленьких участках кристалла под омическим контактом. Участки высятся над поверхностью кристалла в виде стола (меза – по испански). Поперечник p-n-перехода после травления миниатюризируется до нескольких 10-ов микрометров. Емкость p-n-переходов мезадиодов Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. ниже, а напряжение пробоя выше, чем у сплавных и микросплавных диодов.

При диффузии выходит неравномерное рассредотачивание примесей повдоль координаты, перпендикулярной поверхности кристалла. Концентрация диффузанта с глубиной падает, потому у диффузионных диодов с плоскостным и сплавным p-n-переходом в базе возникает тормозящее электронное поле.

Эпитаксиальные (планарные, эпитаксиально-планарные Конструктивно-технологические особенности структуры диодов.) диоды делаются с внедрением процесса эпитаксии и локальной диффузии.

Эпитаксией именуется процесс наращивания монокристаллических слоев на подложку, применяемую как несущая конструкция структуры. В наращиваемом слое сохраняется кристаллическая ориентация подложки. Эпитаксия позволяет растить слои хоть какого типа проводимости и удельного сопротивления шириной в несколько микрометров. Но p-n-переход Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. создается почти всегда диффузией примесных атомов в эпитаксиальный слой через окно в маске (к примеру, из оксида кремния SiO²). Омические контакты с p+- и n+-областями кристалла создаются операциями металлизации. В кремниевых диодиках для сотворения омических контактов обширно употребляется алюминий.

Планарные либо планарно-эпитаксиальные диоды имеют «поверхностную» структуру, а выводы Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. контактирующих областей электронного перехода размещены в одной плоскости. Электронный переход сотворен в поверхностном слое кристалла шириной порядка единиц и 10-ов микрометров от его поверхности. При изготовлении структуры на подложку кремния n-типа нарастает эпитаксиальный слой n-типа. Потом, через окна защитной маски из оксида кремния в нем формируются Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. несколько p+-областей диффузией бора, после этого осуществляется металлизация выводов от общей базисной и эмиттерных областей. Таким макаром изготовляется диодная матричная планарно-эпитаксиальная структура.

Обширное распространение получают ионно-лучевые способы производства электронного перехода диодика. При ионной имплантации легирование пластинки полупроводника осуществляется бомбардировкой примесными ионами, ускоренными до больших энергий. Концентрация примесей Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. в имплантированном слое находится в зависимости от плотности тока в ионном луче и времени экспозиции. Высочайшая контролируемость процесса и низкая температура позволяют проводить ионную имплантацию на хоть какой стадии процесса производства диодика. Глубина проникания ионов в полупроводник находится в зависимости от их энергии. Изменяя энергию ионов, можно обеспечить непростой Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. закон рассредотачивания примесей по глубине. На подложке кремния n+-типа выращен эпитаксиальный n-слой, в каком ионной имплантацией сотворена p+-область. Омические контакты получены хим осаждением поначалу титана, а потом никеля на полупроводниковую пластинку с обеих сторон.

Диоды с барьером Шотки почти всегда делаются напылением металла на очищенную поверхность Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. кристалла в вакуумной среде, хим осаждением металла на полупроводник либо при помощи частотного ионного распыления металла. В качестве подложки употребляется кремний, арсенид галлия. Электронные характеристики перехода зависят от подобранной пары металл-полупроводник. В качестве контактирующего металла выпрямляющего перехода используют алюминий, золото, молибден и др.

Не считая рассмотренных структур плоскостных диодов Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. обширно употребляются комбинированные структуры: эпитаксиально-диф-фузионные, диффузионно-сплавные, меза-сплавные и др.

Необыкновенную группу диодов составляют селеновые и титановые диоды. Электронно-дырочный гетеропереход селеновых выпрямителей образован селеном с проводимостью p-типа и селенидом кремния с проводимостью n-типа, а гетеропереход титановых выпрямителей диоксида – слоем титана Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. n-типа с напыленной в вакууме железной пленкой (золото, серебро, висмут). Образование электронного перехода в селеновых выпрямителях происходит в процессе хим реакции при нанесении кадмия на селен.

Диоды выпускаются в различном конструктивном оформлении: металлокерамическом, стеклянном, глиняном, металлостеклянном, металлопластмассовом, пластмассовом корпусе с гибкими и жесткими выводами, также на глиняних микроплатах в Конструктивно-технологические особенности структуры диодов. бескорпусном выполнении с защитным покрытием и гибкими выводами. Корпус защищает электронный переход от вредных причин среды [2, 12].


konstruktorskij-raschet-14-vakuumnogo-nasosa.html
konstruktorskoe-proektirovanie-referat.html
konsulskij-otdel-posolstva-rf-v-kaire.html