Технологии изготовления электронно-дырочного перехода

Существует большое количество способов создания p-n перехода. На рисунке 2.1 представлены схемы сплавной, диффузионной и эпитаксиально-диффузионной технологий.

Рисунок 2.1 - Схемы изготовления p-n перехода различными технологическими способами

При сплавной технологии электронно-дырочный переход образуется на границе раздела исходного кристалла и рекристаллизованной полупроводниковой области, в которую происходило вплавление (рисунок 2.1а). На рисунке 2.1б показан способ изготовления p-n перехода диффузией акцепторной примеси в кристалл n-типа. Особенность технологии, показанной на рисунке 2.1в, в том, что диффузия осуществляется в кристалл с полупроводниковой пленкой n типа, выращенной на кристалле n+ типа специальной эпитаксиальной технологией, позволяющей сохранить структуру кристалла в пленке.

При заданной (желаемой) глубине диффузии время соответствующего процесса

где (1)

X - глубина диффузии

D - коэффициэнт диффузии

Выбрав температуру диффузии Т=1100, из графика определим коэффициент диффузии:

D=

Поставив значения в формулу (1) рассчитали время диффузии:

= 5625 с. = 93.75 мин.

Обычно выбирают такую температуру диффузии, которая обеспечивает время процесса не менее 10-20 мин. В этом случае можно получить заданную величину диффузионного слоя с высокой точностью, поскольку прекращение нагрева с погрешностью, составляющей несколько, даже десятки секунд, оказывали малосущественным.

Диффузия примесей имеет под собой ту же теоретическую базу, что и диффузия подвижных носителей заряда. Существенное отличие состоит, конечно, в отсутствии рекомбинации, а с количественной стороны - в несравненно меньших коэффициентах диффузии, а значит, и скоростях движения

В отсутствие рекомбинации (т = ∞) любое из уравнений диффузии применительно к концентрации примеси N запишется в виде 2-го закона Фика:

где N = N(x; t) - распределение концентрации примеси

В случае ограниченного источника примеси, распределение примеси описывается функцией Гаусса

где - полное количество атомов примеси (на единицу площади) которое остается постоянным в процессе диффузии.

При x=0, распределение примеси примет вид :

Из этого выражения найдем полное количество атомов примеси:

В итоге получим:

Практически величина обеспечивается путем предварительной диффузии («загонки») примеси на небольшую глубину из неограниченного внешнего источника, после чего источник отключается и следует автономная «разгонка» накопленных атомов.

Вольт - амперная характеристика диода определяется формулой:

где - температурный потенциал

- тепловой ток;

Температурный потенциал можно найти с помощью формулы:

где T- температура; T=300 К;

- постоянная Больцмана; k = ;

Лучшие статьи по информатике

Трехмерные транзисторы
Один из аспектов повышения процессов обработки информации - получение конструкции трехмерного транзистора. Рассматриваются вопросы одного из наиболее прог ...

Нелинейный локатор
Большинство людей, которые мало знакомы с особенностями технического шпионажа, полагают, что подслушивающие устройства представляют собой исключительно ради ...

Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе
Транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя или несколькими р-n-переходами, позволяющий усиливать электрические сигналы и имеющий три вывода или более ...