ЕЛЕКТРОННА ТЕХНІКА
Варіант № 50
Методи формування і види електронно-доручених переходів
А). види електричних переходів між двома шарами напівпровідника
Електричний перехід між двома областями напівпровідника, одна з яких має електропровідність n - типу (електронну, а інша - р - типу (діркову), називають електронно- дірковим переходом , або, коротко, р - n-переходом.
Електричні переходи між двома областями напівпровідника одного і того ж типу електропровідності, з различающимися значеннями питомої електричної провідності, називають ізотипних переходами. ізотипних переходи можуть бути електронно-електронними (n - n + ) або доречний-дірковим (р-р + ). Знаком + умовно відзначається область з більш високою питомою електричною провідністю.
Залежно від використовуваних для утворення електричного переходу напівпровідникових матеріалів розрізняють гомогенний перехід (гомопереход) , утворений в одному напівпровідниковому матеріалі - германии (Gе), кремнії (Si), арсеніді галію (GаАs) та ін, і гетерогенний перехід (гетероперехід) , утворений суміжними областями напівпровідникових матеріалів з різною шириною забороненої зони: германій - кремній, германій - арсенід галію і багато інших. Наприклад, такі структури одержали широке поширення в оптоелектроніці: багато світловипромінюючі діоди будуються на структурі - GаАlАs - GаАs, напівпровідникові лазери - на структурі - InР - GаIn - АsР.
В). методи формування р - n-переходів
В основі роботи більшості напівпровідникових приладів і активних елементів інтегральних мікросхем лежить використання властивостей р - n-переходу. Проте р - n-перехід не може бути створений шляхом простого дотику двох напівпровідникових кристалів з різними типами електропровідності, так як при цьому між кристалами завжди існуватиме певний проміжний шар. Зазвичай р - n-переходи створюють за допомогою спеціальних технологічних прийомів.
За технологією виготовлення р - n-переходи можуть бути розділені на сплавні і дифузійні.
Для виготовлення сплавного переходу пластину кремнію (Si), наприклад, n - типу ретельно шліфують до необхідної товщини, потім на її поверхні зміцнюють невелику таблетку елемента III групи (звичайно це - бор (В); галій ( Gа), індій (In)) і поміщають у піч, де вона нагрівається до температури нижче точки плавлення напівпровідника, але вище точки плавлення домішки. У результаті відбувається вплавлення в напівпровідниковий кристал домішки і формування р - n-переходу. p align="justify"> Для виготовлення дифузійного р - n-переходу використовують планарно-епітаксійних технологію .
рис. 1 послідовність планарною технології ІМС. br/>
Підложки у вигляді тонких 100 мкм) круглих пластин нарізаються з монокристалічного кремнієвого циліндра, вирощеного шляхом поступового витягування затравки з розплавленого чистого полікристалічного кремнію (може використовуватися також - германій (Gе) . Для отримання відповідної провідності напівпровідникової підкладки в розплав кремнію при вирощуванні монокристалу можуть бути додані домішки n-або р - типу. Пластини шліфуються і поліруються до отримання оптичної чистоти поверхні. З одного краю пластини роблять сегментований зріз, службовець надалі в якості бази для точної установки орієнтації.
На отриманих таким чином підкладках нарощують епітаксійний шар товщиною порядку 10 мкм шляхом осадження з газової середовища при високій температурі кремнію, що утворюється при відновленні воднем чотирихлористого кремнію. При цьому кристалічна решітка вирощеного шару є точним продовженням кристалічної решітки підкладки. Добавка в основну суміш газів відповідних домішок визначає провідність одержуваного епітаксійного шару. p align="justify"> Окислюючи потім пластину при температурі 900 - 1200 0 С в атмосфері кисню або водяної пари, на поверхні епітаксійного шару формують...
