Kỹ thuật chế tạo diode lớp tiếp giáp PN

Kỹ thuật chế tạo diode lớp tiếp giáp PN

Trong thực tế, tiếp giáp  PN được hình thành từ một cấu trúc đơn tinh thể bằng cách thêm các tạp chất được kiểm soát cẩn thận và tạp chất. Ở đây chúng ta chỉ giới hạn ở việc làm quen với các kỹ thuật và thuật ngữ cơ bản (không phải chuyên môn trong chế tạo).

Yêu cầu đầu tiên và quan trọng nhất là phải có được loại Germanium hoặc silicon cực kỳ tinh khiết. Ngày nay để chế tạo thiết bị bán dẫn thì tạp chất phải ít hơn một phần mười tỷ (10ᶺ10 ). Để có được vật liệu bán dẫn tinh khiết, đầu tiên nó phải được tinh chế hóa học. Để giảm các tạp chất hơn nữa và đảm bảo sự hình thành cấu trúc đơn tinh thể, người ta thường sử dụng kỹ thuật vùng phẳng. Cấu trúc tinh thể đơn được hình thành thông qua việc sử dụng một hạt bán dẫn nhỏ ( ví dụ như silicon hoặc gecmani) . Nó là một đơn tinh thể đã được cắt rất cẩn thận dọc theo mặt của mạng tinh thể của nó. Kẹp hỗ trợ được sử dụng để giữ thanh đa tinh thể có độ tinh khiết thấp.

Các que, hạt giống và kẹp hỗ trợ được đặt trong một xi lanh thạch anh. Quá trình có thể được thực hiện trong chân không hoặc bằng cách bao quanh chất bán dẫn bằng khí trơ. Cần hết sức cẩn thận để đảm bảo rằng chất bán dẫn không bị ô nhiễm thêm trong quá trình nóng chảy chuyển động.

Cuộn cảm ứng bao gồm hộp đựng thạch anh. Các cuộn dây được kích thích bởi một điện áp tần số vô tuyến. Dòng điện tuần hoàn được cảm ứng trong chất bán dẫn do từ trường được tạo ra từ dòng RF chạy qua cuộn dây cảm ứng. Sự nóng chảy để sản xuất vùng nóng chảy được tiếp xúc với nó.

Các thanh quay chậm làm cho các nguyên tử bán dẫn tự liên kết với các nguyên tử trong hạt đơn tinh thể. Do đó, khi các cuộn dây cảm ứng được di chuyển xuống dưới, vùng nóng chảy theo sau thì một cấu trúc đơn tinh thể tiếp tục phát triển từ hạt giống. Việc tinh chế thanh bán dẫn xảy ra đồng thời với sự hình thành của đơn tinh thể. Các tạp chất trong thanh bán dẫn có xu hướng trở nên 'lỏng hơn' so với chất bán dẫn. Do đó, khi các cuộn dây cảm ứng được di chuyển xuống dưới, các tạp chất có xu hướng đi theo vùng nóng chảy . Khi các cuộn dây cảm ứng đã đi qua chiều dài của thanh bán dẫn, tạp chất được thu thập ở đầu dưới của nó. Đầu dưới của thanh bán dẫn có thể bị cắt và quá trình được lặp lại cho đến khi đạt được mức độ tạp chất mong muốn.

Khi sản xuất  chất bán dẫn đơn tinh thể, lượng tạp chất  và chất nhận được kiểm soát cẩn thận được thêm vào chất bán dẫn mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc đơn tinh thể. Do đó ngã ba PN được hình thành.

Một số loại diode bán dẫn thường gặp:

1. Diode tiếp giáp

2. Loại hợp kim hoặc diode tiếp giáp hợp nhất

3. Diode tiếp giáp khuếch tán

4. Diode khuếch tán phẳng

5. Diode tiếp xúc điểm