PN結二極管的制造技術
1. 生長的結型二極管:這種二極管是在拉晶過程中形成的。P和N型雜質可以交替地添加到坩堝中的熔融半導體材料中,這導致PN結,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,這是不希望的。這種二極管用于低頻。
2. 合金型或熔融結二極管:這種半導體技術是通過首先將P型雜質(鋁的微小顆粒或一些其它P型雜質)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。合金將導致在冷卻時將在合金基底的邊界處產生PN結。類似地,可以將N型雜質置于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。由于結面積大,結電容也很大。
合金型或熔融結型二極管
3. 擴散結二極管: 擴散是一個過程,通過這個過程,大量濃度的粒子擴散到較低濃度的周圍區(qū)域。擴散和合金工藝之間的主要區(qū)別在于在擴散過程中未達到液化。在擴散過程中,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散過程。固體擴散過程開始于在N-型基板上形成受主雜質層并加熱兩者直到雜質擴散到基板中以形成P型層,如如圖所示。通過切割工藝將大的PN結分成多個部分。金屬觸點用于連接陽極和陰極引線。
在氣體擴散而不是形成受主雜質的過程中,將N-型基板置于受主雜質的氣態(tài)氣氛中,然后加熱。雜質擴散到襯底中以在N-型襯底上形成P-型層。但是,擴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。擴散技術使其自身在一個半導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體二極管。該技術還用于晶體管和IC(集成電路)的生產。
擴散結二極管
4. 外延生長或平面擴散二極管。術語“外延”源自拉丁術語epi,意思是“在”,出租車意思是“排列”。為了構造外延生長的二極管,生長非常薄(單晶)的高雜質半導體材料層(硅或鍺)在相同材料的重摻雜襯底(基底)上。然后,該完整結構形成P區(qū)擴散的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接觸形成阻擋層。這導致在導線周圍形成P區(qū),并且由于純鍺是N型,所以在點接觸周圍形成非常小的半球形PN結。不能精確控制成形過程。由于結的面積小,點接觸二極管可用于僅對非常小的電流(m A量級)進行整流。另一方面,點接觸二極管的分流電容在超高頻(高達25,000MHz)的設備中非常有價值。
點接觸二極管
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