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

Проектирование цифровых каналов передачи
Непрерывный и всё ускоряющийся рост материального производства, прогресс в области науки техники, создание координационных и вычислительных центров и всё во ...

Разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана 5000 горячей прокатки
Целью проекта является разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана «5000» горячей прокатки. По ...

Проектирование приборов времени
В данной курсовой работе предстоит спроектировать часовой механизм с целью закрепления теоретических сведений, полученных при прослушивании курса лекций, и ...