мий струм - дифузійним струмом або струмом інжекції. Для компенсації неосновних носіїв заряду накопичуються в p і n-областях в зовнішньому ланцюзі виникає електронний струм від джерела напруги, тобто принцип електронейтральності зберігається.
При збільшенні U струм різко зростає, - температурний потенціал, і може досягати великих величин т.к. пов'язаний з основними носіями концентрація яких велика.
2) Зворотне зміщення. Виникає, коли до р-області прикладений мінус, а до n-області плюс, зовнішнього джерела напруги (рис.1.5).
Таке зовнішня напруга U включено згідно Jк. Воно: збільшує висоту потенційного бар'єру до величини Jк + U; напруженість електричного поля зростає; ширина pn переходу зростає, тому lp-n? (Jк + U) 1/2; процес дифузії повністю припиняється і через pn перехід протікає дрейфовий струм, струм неосновних носіїв заряду. Такий струм pn-переходу називають зворотним, а оскільки він пов'язаний з неосновними носіями заряду, які виникають за рахунок термогенерации, то його називають тепловим струмом і позначають - I0, т.е.
р-n=Iобр=Iдиф + Iдр, Iдр=I0.
Цей струм малий за величиною т.к. пов'язаний з неосновними носіями заряду, концентрація яких мала. Таким чином, pn переходу володіє односторонньою провідністю.
При зворотному зміщення концентрація неосновних носіїв заряду на межі переходу дещо знижується в порівнянні з рівноважною. Це призводить до дифузії неосновних носіїв заряду з глибини p і n-областей до кордону pn-переходу. Досягнувши її, неосновні носії потрапляють в сильне електричне поле і переносяться через pn-перехід, де стають основними носіями заряду. Дифузія неосновних носіїв заряду до кордону pn-переходу і дрейф через нього в область, де вони стають основними носіями заряду, називається екстракцією. Екстракція і створює зворотний струм pn-переходу - це струм неосновних носіїв заряду.
Величина зворотного струму сильно залежить: від температури навколишнього середовища, матеріалу напівпровідника і площі pn переходу.
Температурна залежність зворотного струму визначається виразом, де - номінальна температура, - фактична температура, - температура подвоєння теплового струму.
Тепловий струм кремнієвого переходу багато менше теплового струму переходу на основі германію (на 3-4 порядки). Це пов'язано з Jк матеріалу.
Зі збільшенням площі переходу зростає його обсяг, а отже зростає число неосновних носіїв з'являються в результаті термогенерации і теплової струм.
Отже, головна властивість pn-переходу - це його одностороння провідність.
.3 ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ
Кілька найважливіших методів виготовлення напівпровідникових приладів схематично показано на рис. 1.6. При методі сплавлення (рис. 1.6, а) невелику таблетку алюмінію поміщають на поверхню кременевій пластини з провідністю n-типу, що має орієнтацію lt; 111 gt ;. Потім пластину з таблеткою нагрівають до температури, трохи перевищує температуру евтектики (~ 580 C для системи Al-Si). При розплавлюванні таблетки утворюється невелика крапля суміші Al-Si, яка з подальшим зниженням температури починає тверднути. У результаті утворюється рекрісталлізованная область, насичена акцепторною домішкою і має ту ж кристалографічну орієнтацію, що і початкова пластина. Таким чином, в підкладці провідністю n-типу сформована сильнолегованому область p-типу (p +). Алюмінієвий виступ на поверхні пластини можна використовувати як контакт до області p-типу. Щоб отримати омічний контакт до пластини n-типу, на її нижню поверхню напилюють сплав Au-Sb, що містить ~ 0,1% Sb, і вплавляют його при температурі 400 С для формування сильнолегованого шару n-типу (n +). При використанні пластини p-типу ролі алюмінію і сплаву Au-Sb змінюються. Перший служить для створення омічного контакту p + -p-типу, а другий - для отримання n + -p-переходу. При сплавному методі не можна контролювати положення pn-переходу, оскільки воно сильно залежить від температури і тривалості циклу сплавления.
Дифузійний метод (або метод дифузії в твердій фазі), розроблений в 1956 р, дозволяє більш точно управляти розподілом домішки. Малюнок 1.6, б ілюструє дифузійний метод отримання pn-переходу з мезоструктур. У підкладку n-типу проводять дифузію домішки p-типу, наприклад бору із з'єднання BBr3. Після дифузії певні ділянки поверхні захищають від дії травителей, наприклад, шаром воску або металевим покриттям. Незахищені ділянки поверхні підкладки видаляють з допомогою травлення. У результаті утворюється мезоструктури.
Більш точний контроль геометричних розмірів дифузійного переходу був досягнутий за рахунок використання ізолюючої плівки, яка перешкоджає дифузії більшості донорних і акцепторних домішок в глиб підкладки. Малюнок 1.6, в ілюструє типовий приклад такого процесу. На поверхні кремнієвої підкладки при високій температурі вирощують тонкий шар двоокису кремнію товщиною ~ 1 мк...
