Электронно-дырочный переход. Определение и классификация

Содержание

Слайд 2

Тема 2. Электронно-дырочный переход § 1. Определение и классификация p-n переходов

Тема 2. Электронно-дырочный переход

§ 1. Определение и классификация p-n переходов
§ 2.

Равновесное состояние p-n перехода
§ 3. Неравновесное состояние p-n перехода
§ 4. ВАХ и ВФХ идеального p-n перехода
§ 5. ВАХ реального p-n перехода. Эквивалентные схемы
§ 6. Пробой p-n перехода
§ 7. Туннелирование в сильнолегированных p-n переходах

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 3

Электронно-дырочный (p-n) переход – это обедненная подвижными носителями заряда область на

Электронно-дырочный (p-n) переход – это обедненная подвижными носителями заряда область на

границе раздела полупроводников p- и n-типа, обладающая уникальными свойствами:
содержит объемные заряды;
является потенциальным барьером;
обладает односторонней проводимостью;
становится нелинейной управляемой емкостью;
способна изменять концентрацию носителей заряда в прилегающих областях, на расстоянии диффузионной длины.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 4

Структура p-n перехода Определение и классификация p-n переходов


Структура p-n перехода

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 5

Классификация p-n переходов По материалу контактирующих веществ: p-n переход (обычно монокристалл);

Классификация p-n переходов

По материалу контактирующих веществ:
p-n переход (обычно монокристалл);
p+-p, n+-n –

переходы между областями с различной концентрацией примеси одного типа;
гетеропереходы;
металл-полупроводник;
металл-диэлектрик-полупроводник.
По закону изменения концентрации примесей:
резкий или ступенчатый;
плавный.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 6

По соотношению концентраций примесей в областях: симметричный; несимметричный. По технологии производства:

По соотношению концентраций примесей в областях:
симметричный;
несимметричный.
По технологии производства:
сплавной;
диффузионный;
эпитаксиальный.

Определение и классификация p-n

переходов
Слайд 7

Технология производства p-n перехода Сплавной метод Сплавные p-n переходы относятся к

Технология производства p-n перехода Сплавной метод

Сплавные p-n переходы относятся
к числу резких (ступенчатых).
Они

имеют высокую надежность,
работоспособность при больших
обратных напряжениях, малое
собственное сопротивление
p- и n-областей, что при прямом
смещении p-n перехода
обеспечивает малое падение
напряжения на них.
Этот технологический процесс широко применяют при массовом изготовлении сплавных диодов и транзисторов.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 8

Диффузионный метод Наиболее широко применяют высокотемпературную диффузию. В диффузионном слое концентрация

Диффузионный метод

Наиболее широко применяют высокотемпературную диффузию.
В диффузионном слое концентрация примесей уменьшается

от поверхности вглубь кристалла по закону, близкому к экспоненциальному. При диффузии образуется плавный p-n переход.
Ввиду неравномерного распределения примеси по толщине в области, полученной диффузией, имеется собственное электрическое поле.
Изготовление диффузионного перехода

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 9

Метод эпитаксиального наращивания Эпитаксиальное наращивание – создание на монокристаллической подложке слоя

Метод эпитаксиального наращивания

Эпитаксиальное наращивание – создание на монокристаллической подложке слоя полупроводника,

сохраняющего структуру подложки. Изменяя тип примеси и условия выращивания можно в широких пределах изменять электрические свойства эпитаксиальной пленки. Наиболее распространенным способом эпитаксиального наращивания кремния является термическое восстановление его из тетрахлорида SiCl4.
Примеры эпитаксиального наращивания слоев

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 10

Планарная технология Под планарной технологией понимают узкую совокупность технологических операций создания

Планарная технология

Под планарной технологией понимают узкую совокупность технологических операций создания кремниевых

полупроводниковых приборов и интегральных микросхем методами локальной диффузии с использованием оксидных масок – трафаретов, обеспечивающих избирательную защиту отдельных участков пластины – подложки.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 11

Планарная технология Оксидную маску получают методом фотолитографии. Фотолитография – это процесс

Планарная технология

Оксидную маску получают методом фотолитографии.
Фотолитография – это процесс получения

на поверхности
пластины требуемого рисунка.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 12

Планарная технология Особенностью планарной технологии является то, что рабочие области полупроводникового

Планарная технология

Особенностью планарной технологии является то, что рабочие области полупроводникового прибора

сложной структуры выходят на одну поверхность. Поэтому все выводы могут располагаться на одной грани кристалла, что весьма удобно при конструктивном оформлении транзисторов и интегральных микросхем.
Структура планарного перехода

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 13

Изготовление точечных переходов Точечный переход образуется в месте контакта тонкого (диаметром

Изготовление точечных переходов

Точечный переход образуется в месте контакта тонкого (диаметром 10−20

мкм) острия металлической иглы с кристаллом германия (редко кремния) в результате формовки. Через контакт пропускают несколько сравнительно мощных, но коротких импульсов тока. При этом приконтактная область сильно разогревается, кончик иглы сплавляется с полупроводником, и контакт приобретает стабильность и механическую прочность.
Образуется полусферический p-n переход.

Определение и классификация p-n переходов

Слайд 14

Изготовление точечных переходов Определение и классификация p-n переходов Структура точечного перехода

Изготовление точечных переходов

Определение и классификация p-n переходов

Структура точечного перехода