Kỹ thuật chế tạo diode bán dẫn

Kỹ thuật chế tạo diode bán dẫn

Diode Junction Grode

Diode loại này được hình thành trong quá trình tách tinh thể. Các tạp chất loại P và N có thể được thêm xen kẽ vào vật liệu bán dẫn nóng chảy trong nồi nấu kim loại, tạo thành mối nối P-N, như thể hiện khi tách tinh thể. Sau khi cắt, linh kiện có diện tích lớn hơn sau đó được cắt thành một số lượng lớn (nói bằng hàng ngàn) diode bán dẫn có diện tích nhỏ hơn. Mặc dù Diode như vậy, vì diện tích lớn hơn, có khả năng xử lý dòng điện lớn nhưng diện tích lớn hơn cũng tạo ra nhiều hiệu ứng điện dung hơn gây ra điều không mong muốn. Diode như vậy được sử dụng cho tần số thấp.

Loại hợp kim hoặc Diode nối hợp nhất

Diode được hình thành bằng cách trước tiên đặt tạp chất loại P (một viên nhôm nhỏ hoặc một số tạp chất loại P khác) vào bề mặt của tinh thể loại N và đốt nóng hóa lỏng xảy ra khi hai vật liệu gặp nhau. Một hợp kim sẽ làm mát gây nên điểm nối P-N ở ranh giới của chất nền hợp kim. Tương tự, tạp chất loại N có thể được đặt vào bề mặt của tinh thể loại P và cả hai được nung nóng cho đến khi xảy ra hóa lỏng. Diode loại hợp kim có dòng cao và PIV (điện áp nghịch đảo cực đại) lớn. Điện dung đường giao nhau cũng lớn, do diện tích đường giao nhau lớn.

Diode ngã ba khuếch tán

Khuếch tán là một quá trình trong đó các hạt ở khu vực dày đặc sẽ khuếch tán vào một khu vực xung quanh có mật độ thấp hơn. Sự khác biệt chính giữa quá trình khuếch tán và hợp nhất là không đạt được hóa lỏng trong quá trình khuếch tán. Trong quá trình khuếch tán nhiệt chỉ được áp dụng để tăng hoạt động của các yếu tố liên quan. Để hình thành các diode khuếch tán rắn cần hình thành lớp tạp chất trên chất nền loại N và đốt nóng cả hai cho đến khi tạp chất khuếch tán vào chất nền để tạo thành lớp loại P, như minh họa trong hình. Một ngã ba P-N lớn được chia thành các phần bằng quá trình cắt. Các tiếp điểm kim loại được thực hiện để kết nối cực dương và cực âm.

Trong quá trình khuếch tán khí thay vì hình thành lớp tạp chất, chất nền loại N được đặt trong môi trường khí của tạp chất và sau đó được nung nóng. Các tạp chất khuếch tán vào chất nền để tạo thành lớp loại P trên chất nền loại N. Mặc dù, quá trình khuếch tán đòi hỏi nhiều thời gian hơn quá trình hợp nhất nhưng nó tương đối rẻ tiền và có thể được kiểm soát rất chính xác. Kỹ thuật khuếch tán dẫn đến việc chế tạo đồng thời nhiều hàng trăm diode trên một đĩa nhỏ vật liệu bán dẫn và được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất diode bán dẫn. Kỹ thuật này cũng được sử dụng trong sản xuất transistor và IC (mạch tích hợp).

Diode khuếch tán phẳng

Hay còn là kỹ thuật epitaxi có nguồn gốc từ tiếng Latinh. Để xây dựng một diode epitaxi cần một lớp vật liệu bán dẫn rất mỏng (đơn tinh thể) trên một chất nền pha tạp nặng (cơ sở) của cùng một vật liệu. Cấu trúc hoàn chỉnh này sau đó hình thành vùng N- trên vùng P- được khuếch tán. Ở bề mặt trên cùng phủ 1 lớp cách điện SiO2, một lớp verni nhạy sáng và sau đó tiếp xúc với Al được tạo ra cho vùng P-. Một lớp kim loại ở dưới cùng của đế tạo thành cực âm được gắn chì. Quá trình này thường được sử dụng trong chế tạo chip IC.

Diode điểm tiếp xúc

Nó bao gồm một loại lát silic hoặc diode GE loại N rộng khoảng 12,5 mm dày 0,5 mm, một mặt được hàn vào đế kim loại bằng cách đốt nóng tần số vô tuyến và mặt còn lại có lò xo bằng đồng hoặc vonfram được ép với nó. Một lớp rào cản được hình thành quanh điểm tiếp xúc bởi một quá trình hình thành dòng xung. Điều này làm cho một vùng P được hình thành quanh dây và vì Germanium tinh khiết là loại N, một điểm nối P-N rất nhỏ trong hình dạng của một bán cầu được hình thành quanh điểm tiếp xúc. Quá trình hình thành không thể được kiểm soát với độ chính xác. Do diện tích nhỏ của đường giao nhau, diode tiếp xúc điểm có thể được sử dụng để chỉnh lưu cho các dòng rất nhỏ (mA). Mặt khác, điện dung shunt của các diode tiếp xúc điểm có giá trị trong các thiết bị hoạt động ở tần số siêu cao (cao tới 25.000 MHz).