什么是PN結二極管?
PN 結或 PN 二極管由具有兩個區域的半導體組成,即 p 區和 n
區,中間有一個結。半導體材料的性質從p型變為n型的結區或過渡區通常非常薄,通常為10-6至 10-4厘米寬取決于濃縮方法。
PN結二極管有哪些類型?
根據構造方法的不同,PN二極管可分為:
生長結二極管:
合金型或熔融結二極管:
擴散結二極管:
外延平面二極管:
生長結二極管 |PN結二極管的類型:
圖1(a)和(b)分別顯示了基本生長結二極管的三維和二維視圖。圖1(c)給出了所有類型通用的pn二極管的電路符號。生長結二極管是通過首先從極純(雜質小于
1/109)熔融的Ge雜質(或Si),不久后通過大量加入p型的熔融Ge雜質,將雜質從n型變為p型。
因此,形成了一個連續的晶體,該晶體部分是p型的,中間有一個結。這樣形成的大晶體被切割成大量小薄片,每個薄片包含一個p區和一個n區,中間有一個結。每個這樣的部分都經過拋光和蝕刻以去除表面雜質,然后在棒材的兩端沉積非整流(歐姆)電極。最后,將電線焊接到這些端電極上。然后對整個組件進行蝕刻并覆蓋防潮潤滑脂,安裝在合適的機械結構中,然后密封在一個小玻璃信封中,引線穿過腳。不透明涂料通常涂在玻璃外殼的外側,以排除入射光。
合金(或熔融)結二極管 |PN結二極管的類型
這是通過將一小點或一小塊銦(三價)放在n型Ge的薄晶圓上形成的,如圖2(a)所示,然后在500的高溫下烘烤該組件一小段時間0C.該溫度高于銦的熔點,但低于Ge的熔點。然后由于加熱,銦點溶解其下方的鍺并形成a-飽和溶液。冷卻后,飽和溶液以足夠的銦含量重結晶,從而將重結晶區域的雜質從n型變為p型。因此,該p型Ge與晶圓的主n型Ge形成pn結。連接引線連接到銦托盤上,形成非整流觸點。通過焊接一條或一圈鍍金線,進一步與鍺晶圓進行非整流接觸。圖2(b)給出了二極管的截面,而圖2(c)給出了三維視圖。
然后對整個組件進行蝕刻,覆蓋防潮油脂,安裝在合適的機械結構中,并密封在一個小玻璃信封中,引線穿過腳。然后將不透明的油漆涂在玻璃燈泡上以避免入射光。
擴散結二極管 |PN結二極管的類型
薄薄的一層SiO2在厚度通常為 0.3mm 的小 (1.5mm x 1.5mm) Si
晶圓的整個表面上熱生長。這個SiO2然后對層進行光蝕刻以形成掩模,并允許p型擴散通過SiO中的開口2.為了這種擴散目的,將硅晶圓置于1000的熔爐中0C
在高硼濃度的氣態氣氛中。晶圓表面產生尖銳的雜質濃度梯度,因此硼擴散到硅晶圓中。
在這種高溫下(10000C),幾個硅原子從它們的晶格位點移出,為雜質原子移動留下空位。再次,一層SiO2在整個晶圓上熱生長,光蝕刻和鋁接觸到p區。晶圓底部的金屬層形成n電極。圖3顯示了擴散PN結二極管的物理結構。
外延平面二極管 |PN結二極管的類型
外延生長是指材料在基底(基)材料上的生長,使得如此生長的材料形成保持相同取向的襯底晶體結構的延續。在外延規劃器件中,在同一材料的重摻雜襯底上生長了非常薄的(單晶)高雜質硅(或Ge)層。然后,這個完整的結構形成了
p 區擴散的 n 區。
圖4顯示了外延平面二極管的基本結構。碳化硅2在頂面熱生長層,光蝕刻,然后與p區域進行鋁接觸。基板底部的金屬層形成連接鉛的n電極。該技術廣泛用于IC芯片的制造。
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