Общие сведения о диодахСтр 1 из 3Следующая ⇒
ЛЕКЦИЯ Полупроводниковые диоды План
1. Система условных обозначений и классификация полупроводниковых приборов стран СНГ 2. Условные обозначения и классификация зарубежных полупроводниковых приборов. 3. Полупроводниковые диоды 3.1 Общие сведения и классификация диодов 3.2 Конструктивно-технологические особенности диодов 3.3 Выпрямительные низкочастотные диоды 3.4 Выпрямительные высокочастотные диоды 3.5 Импульсные диоды 3.6 Стабилитроны 3.7 Варикапы Общие сведения о диодах Диод – это п/п прибор, который содержит один или несколько выпрямляющих электрических перехода и два вывода для подключения к внешней цепи. В качестве выпрямляющего может использоваться электронно-дырочный переход, контакт металл – п/п, гетеропереход. Но присутствуют диоды не содержащие выпрямительного перехода (диод Ганна), либо несколько (р-i-n-диод, динистор), с более сложной структурой – МДМ, МДП – диоды и др. П/п диод – это нелинейный двухполюсник. Выполняет функцию преобразования сигналов : выпрямление, детектирование, умножение частоты, преобразование электрической энергии в световую и др. Классифицируют п/п диоды по различным признакам: по виду перехода – точечный и плоскостной; физическим процессам в переходе (туннельный, лавинно-пролетный и др.); по характеру преобразования энергии сигнала (светодиод, фотодиод и др.); по методу изготовления электронного перехода (сплавные, диффузионные, эпитаксиальные и др.). В справочниках: по применению в РЭА или назначению, где отображается принцип использования свойств перехода (выпрямительные, импульсные диоды, преобразовательные, переключательные, варикапы, стабилитроны и тд.); диапазон рабочих частот (НЧ, ВЧ, СВЧ, диоды оптического диапазона и т.п.); исходный материал для изготовления диодной структуры (кремниевые, селеновые, германиевые, арсенид-галиевые и др.). 3.2 Конструктивно – технологические особенности электрических переходов диодов.
1. У точечных диодов p-n переход образован контактом заострённой металлической иглы (сплав WcMo) с п/п Si, Ge, AsGa. Слой р – в результате термодифузии акцепторов (In, Al) в n-Ge с конца металл. Иглы при пропускании импульсов тока. Линейные размеры перехода соизмеримы с размерами обеднённой области. Sконт»50мкм2, Спер мала, Iпр£десятки мА. В области р - сосредоточены дефекты кристал. структуры, а сильное эл. поле вызывает большие Iут и Iген
2. Сплавной диод - образуется вплавлением в п/п n-типа сплава с акцепторной примесью (In®Ge, Al®Si) т.к. mn>mp~в 2,5 раз, то уменьшив Nд¯ в 2,5 раза по сравнению с Na (при одинаковых rб) можно Uпроб. При Т=600-700°С в Si вплавляется Al проволока, в месте сплава формируется слой Si р-типа.
Переход резкий или ступенчатый. Пропускает токи до десятков ампер. Большая площадь перехода, поэтому имеются большие ёмкости. 3. Микросплавной переход – имеет площадь несколько большую чем точечный. Формируется методом микровплавления в Ge тонкой золотой проволоки с присадкой Ga на конце. Под контактом образуется декристализованный слой Ge р-типа.
4. Диффузионные диоды изготавливаются методом общей или локальной диффузии доноров и акцепторов. В пластину n-Si проводят диффузию 1) В – р; 2) В – р+; 3) В – n+. Контакты химическое осаждение Ni и гальваническое осаждение Au. В р-Ge проводят диффузию Sb (диоды лучше диффузируют в Ge). Контакт из оловянного припоя с присадкой Sb(сурьмы).
5. Мезаструктура – используется для уменьшения ёмкости p-n перехода в ВЧ диодах. Получается глубоким химическим травлением. 1. n-Si легируют донорами и получают общий n+ слой; 2. после второй общей диффузии получают р-слой; 3. образуют контакт; 4. через маску производят травление незащищённого участка 5. Участки возвышаются на поверхности в виде стола (меза-истока) 6. Диаметр p-n перехода несколько десятков мкм. Концентрация диффузанта у этих переходов с глубиной падает – появляется тормозящее электрическое поле.
6. Эпитаксиальные переход – на n-Si наращивается эпитаксиальный n+ слой; затем через маску из SiO2 проводят локальное легирование акцепторами и создают омические контакты, чаще из Al.
7. Планарные или планарно-эпитаксиальные диоды – выводы контактирующих областей расположены в одной плоскости. Переход создан в поверхностном слое п/п толщиной единицы-десятки мкм. На подложку n+Si наносят эпитакс. n-Si, затем проводят локальную диффузию легирования и получают р+ области, металлизируют выводы. Всё чаще применяют полное легирование: концентрация примесей зависит от плотности тока и времени экспозиции; высокая контролируемость; низкая температура процесса; закон распределения примесей можно задавать. 8. Подложка n+Si, осаждают n-эпитакс. слой и ионной имплантацией создают р+ слой. Контакты – хим. осаждение Ti и Ni.
9. Диоды с барьером Шотки – металл осаждается в вакууме на поверхность п/п (Si, AsGa) или при помощи ВЧ ионного распыления. Электрические свойства зависят от подобранной пары металл-п/п (Al, Au, Mo…) Селеновые диоды – на основе гетероперехода p-Se и селенида кадмия n-типа. Титановые выпрямители – TiO2-слой Ti n-типа с напылённой в вакууме металлической плёнкой (Au, Ag,Bi). ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|