PN結(jié)二極管的制造技術(shù)
1. 生長的結(jié)型二極管:這種二極管是在拉晶過程中形成的。P和N型雜質(zhì)可以交替地添加到坩堝中的熔融半導(dǎo)體材料中,這導(dǎo)致PN結(jié),如 拉晶時所示。在切片之后, 然后 可以將較大面積的器件切割成大量(例如數(shù)千個)較小面積的半導(dǎo)體二極管。盡管這種二極管由于面積較大而能夠處理大電流,但是更大的面積也會引入更多的電容效應(yīng),這是不希望的。這種二極管用于低頻。
2. 合金型或熔融結(jié)二極管:這種半導(dǎo)體技術(shù)是通過首先將P型雜質(zhì)(鋁的微小顆?;蛞恍┢渌黀型雜質(zhì))放入N型晶體的表面并加熱這兩種二極管來形成這種二極管。液化發(fā)生在兩種材料相遇的地方。合金將導(dǎo)致在冷卻時將在合金基底的邊界處產(chǎn)生PN結(jié)。類似地,可以將N型雜質(zhì)置于P型晶體的表面中,并且將兩者加熱直至發(fā)生液化。合金型二極管具有較高的額定電流和較大的PIV(峰值反向電壓)額定值。由于結(jié)面積大,結(jié)電容也很大。
合金型或熔融結(jié)型二極管
3. 擴(kuò)散結(jié)二極管: 擴(kuò)散是一個過程,通過這個過程,大量濃度的粒子擴(kuò)散到較低濃度的周圍區(qū)域。擴(kuò)散和合金工藝之間的主要區(qū)別在于在擴(kuò)散過程中未達(dá)到液化。在擴(kuò)散過程中,僅施加熱量以增加所涉及的元素的活性。用于形成這種二極管 可以采用固體或氣體擴(kuò)散過程。固體擴(kuò)散過程開始于在N-型基板上形成受主雜質(zhì)層并加熱兩者直到雜質(zhì)擴(kuò)散到基板中以形成P型層,如如圖所示。通過切割工藝將大的PN結(jié)分成多個部分。金屬觸點(diǎn)用于連接陽極和陰極引線。
在氣體擴(kuò)散而不是形成受主雜質(zhì)的過程中,將N-型基板置于受主雜質(zhì)的氣態(tài)氣氛中,然后加熱。雜質(zhì)擴(kuò)散到襯底中以在N-型襯底上形成P-型層。但是,擴(kuò)散過程需要比合金工藝更多的時間,但是它相對便宜,并且可以非常精確地控制。擴(kuò)散技術(shù)使其自身在一個半導(dǎo)體材料的小盤上同時制造數(shù)百個二極管,并且最常用于制造半導(dǎo)體二極管。該技術(shù)還用于晶體管和IC(集成電路)的生產(chǎn)。
擴(kuò)散結(jié)二極管
4. 外延生長或平面擴(kuò)散二極管。術(shù)語“外延”源自拉丁術(shù)語epi,意思是“在”,出租車意思是“排列”。為了構(gòu)造外延生長的二極管,生長非常?。▎尉В┑母唠s質(zhì)半導(dǎo)體材料層(硅或鍺)在相同材料的重?fù)诫s襯底(基底)上。然后,該完整結(jié)構(gòu)形成P區(qū)擴(kuò)散的N-區(qū)。在頂表面上熱生長SiO 2層,光刻,然后與P-區(qū)域進(jìn)行鋁接觸。襯底底部的金屬層形成連接引線的陰極。該工藝通常用于制造IC芯片。
外延生長的二極管
5. 點(diǎn)接觸二極管:它由一個約12.5毫米見方厚0.5毫米的N型鍺或硅晶片組成,其一面通過射頻加熱焊接到金屬底座上,另一面有一個壓在它上面的磷青銅或鎢錠彈簧。通過脈動電流形成過程圍繞點(diǎn)接觸形成阻擋層。這導(dǎo)致在導(dǎo)線周圍形成P區(qū),并且由于純鍺是N型,所以在點(diǎn)接觸周圍形成非常小的半球形PN結(jié)。不能精確控制成形過程。由于結(jié)的面積小,點(diǎn)接觸二極管可用于僅對非常小的電流(m A量級)進(jìn)行整流。另一方面,點(diǎn)接觸二極管的分流電容在超高頻(高達(dá)25,000MHz)的設(shè)備中非常有價(jià)值。
點(diǎn)接觸二極管
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