2.1 Структура р-п перехода в состоянии термодинамического равновесия. Зонная диаграмма р-п перехода. Высота потенциального барьера, толщина области р-п перехода.

P-n переход – область вблизи контакта п/п с электронной и дырочной проводимостью.

1 – металлургический переход.

2 – область пространственного заряда.

3 – нейтральные области.

4 – омические контакты.

P-n переходы:

1. Резкие или ступенчатые (N_a=N_d – симметричный, N_a N_d – несимметричный)

N_a>N_d => p⁺ - n^-

N_a<N_d => p^- - n⁺

2. Плавные ( ; )

P-n переход в состоянии термодинамического равновесия: 1. Высота потенциального барьера (j_n=j_p=0), 2. Толщина области перехода (E_Fn=E_Fp=E_F=const), 3. Максимальная напряженность, 4. Плотность электрического заряда.

Термодинамическое равновесие – сумма токов = 0.

U=0

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении.

2.2 Работа р-п перехода при внешнем воздействии. Прямое и обратное смещение р-п перехода. Ширина р-п перехода. Барьерная ёмкость обратно смещённого р-п перехода.

При U>0 переход смещен в прямом направлении, если U<0, то смещен в обратном направлении. Свойства различаются. Различие свойств определяет его работу в качестве выпрямительного диода.

Смещение - эта внешнее напряжение, прикладываемое к выводам перехода, оно может быть прямым и обратным.

Прямое смещение - это смещение, при котором плюс источника внешнего напряжения прикладывается к р - области, а минус - к

n - области.

Обратное смещение - это смещение, при котором минус источника внеш­него напряжения прикладывается р- области, а

плюс - к n -области.

Ширина p-n-перехода – это приграничная область, обеднённая носителями заряда, которая располагается в p и n областях: l_p-n = l_p + l_n.

Барьерная ёмкость обратно смещённого р-п перехода.

Так как толщина обедненной области перехода ф-я от приложенного напряжения, то ; ;

Варисторы - приборы, где зависят от емкости.

При U>0 существует большая емкость.

2.3 Методы создания электронно-дырочных переходов. Технология изготовления полупроводниковых диодов.

Диоды:

- плоскостные (l>>a),

- точечные (l<<a),

- мезоструктуры,

- эпитаксиальные диоды.

Методы создания: сплавной, эпитаксиальный, мезоструктурный, планарный.

Цикл изготовления:

-- проектирование (эскизное и рабочее проектирование).

-- подготовительные операции (выращивание монокристалла кремния, методом Чахральского (вытяжка из расплава кремния)).

-- разрезка слитка (убирают края).

-- обработка поверхности.

-- полировка, фаска, изготовление фотошаблонов.

-- обрабатывающие операции (наращивание эпитаксии, легирование, термообработка, травление, фотолитография, контроль функционирования).

-- вращивание металлизации.

-- утонение.

-- завершающие этапы (разделение на чипы, монтаж корпуса, разводка, пайка, герметизация, разбраковка, маркировка, испытание (на герметичность, термопериоды)).