半導(dǎo)體二極管不同材料類型的制造技術(shù)圖解

PN結(jié)二極管的制造技術(shù)

1. 生長(zhǎng)的結(jié)型二極管：這種二極管是在拉晶過(guò)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(shí)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(gè)）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(huì)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(guò)首先將P型雜質(zhì)（鋁的微小顆粒或一些其它P型雜質(zhì)）放入N型晶體的表面并加熱這兩種二極管來(lái)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(shí)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(gè)過(guò)程，通過(guò)這個(gè)過(guò)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(guò)程中未達(dá)到液化。在擴(kuò)散過(guò)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(guò)程。固體擴(kuò)散過(guò)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(guò)切割工藝將大的PN結(jié)分成多個(gè)部分。金屬觸點(diǎn)用于連接陽(yáng)極和陰極引線。

在氣體擴(kuò)散而不是形成受主雜質(zhì)的過(guò)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(guò)程需要比合金工藝更多的時(shí)間，但是它相對(duì)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(gè)半導(dǎo)體材料的小盤上同時(shí)制造數(shù)百個(gè)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(zhǎng)或平面擴(kuò)散二極管。術(shù)語(yǔ)“外延”源自拉丁術(shù)語(yǔ)epi，意思是“在”，出租車意思是“排列”。為了構(gòu)造外延生長(zhǎng)的二極管，生長(zhǎng)非常薄（單晶）的高雜質(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(zhǎng)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(zhǎng)的二極管

5. 點(diǎn)接觸二極管：它由一個(gè)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(guò)射頻加熱焊接到金屬底座上，另一面有一個(gè)壓在它上面的磷青銅或鎢錠彈簧。通過(guò)脈動(dòng)電流形成過(guò)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(guò)程。由于結(jié)的面積小，點(diǎn)接觸二極管可用于僅對(duì)非常小的電流（m A量級(jí)）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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