pn結原理及制備工藝(ppt38頁)(編輯修改稿)
2025-03-30 22:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圍的硅原子（鍺原子）的電子很容易就可以跑到空出的位置上，從而形成空穴。所謂空穴的移動，其實是這些電子在移動，方向相反，我覺得這一點和導體內(nèi)電流方向與自由電子移動相反差不多。 ? 其次是 PN結正負電荷的產(chǎn)生。先要說明擴散運動和漂移運動的區(qū)別。擴散運動指的是由于濃度的差異而引起的運動；而漂移運動則是指在電場作用下載流子的運動。當在 P型半導體部分區(qū)域摻入磷原子或在 N型半導體部分區(qū)域摻入硼原子之后，由于擴散運動電子和空穴會在交界處復合，磷原子失去電子變成正電荷，硼原子得到電子變成負電荷，形成內(nèi)部電場阻止多子的擴散。 ? 當加上正向電壓（正偏）且大于 ，在外電場的作用下，多子向PN結運動，負電荷得到空穴中和，正電荷得到電子中和，因而 PN結變窄，擴散運動較之前又會變強。同時，因為電源不斷補充電子和空穴，使得多子的運動得以持續(xù)形成電流。 ? 當加上反向電壓（反偏）時，與內(nèi)部電場方向一致，多子向 PN結反方向移動使 PN結變寬，只有少子的漂移運動，因為數(shù)目很少，所以形成的反向電流近乎于 0，可認為阻斷。要注意的是，若反向電壓過大，則會導致?lián)舸?。原因是電場強制性地將電子拉出變成自由電子；而且當反向電流很大時發(fā)熱也會很厲害，而半導體受溫度影響很大，當溫度升高時導電性會急劇增加。 ? 綜上所述， PN結中存在著兩種載流子的運動。一種是多子克服電場的阻力的擴散運動；另一種是少子在內(nèi)電場的作用下產(chǎn)生的漂移運動。因此，只有當擴散運動與漂移運動達到動態(tài)平衡時，空間電荷區(qū)的寬度和內(nèi)建電場才能相對穩(wěn)定。由于兩種運動產(chǎn)生的電流方向相反，因而在無外電場或其他因素激勵時， PN結中無宏觀電流。 一、 PN結 正向偏置 在外電場作用下，多子將向ＰＮ結移動，結果使空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場被削弱，有利于多子的擴散而不利于少子的漂移，擴散運動起主要作用。結果，Ｐ區(qū)的 多子空穴 將源源不斷的 流向Ｎ區(qū) ，而Ｎ區(qū)的 多子自由電子 亦不斷 流向Ｐ區(qū) ，這兩股載流子的流動就形成了 ＰＮ結的正向電流 。 PN結外加 正向電壓 （ P區(qū)接電源的正極， N區(qū)接電源的負極，或 P區(qū)的電位高于 N區(qū)電位），稱為 正向偏置 ，簡稱 正偏 。 PN結的單向導電性 二、 PN結 反向偏置 在外電場作用下，多子將背離ＰＮ結移動，結果使 空間電荷區(qū)變寬 ，內(nèi)電場被增強， 有利于少子的漂移 而 不利于多子的擴散 ，漂移運動起主要作用。漂移運動產(chǎn)生的漂移電流的方向與正向電流相反，稱為反向電流。 因少子濃度很低， 反向電流遠小于正向電流 。 ?當溫度一定時，少子濃度一定，反向電流幾乎不隨外加電壓而變化，故稱為 反向飽和電流 。 PN結外加 反向電壓 （ P區(qū)接電源的負極， N區(qū)接電源的正極，或 P區(qū)的電位低于 N區(qū)電位），稱為 反向偏置 ，簡稱 反偏 。 PN結 正偏時呈導通 狀態(tài)，正向電阻很小，正向電流很大； PN結 反偏時呈截止 狀態(tài)，反向電阻很大，反向電流很小。 —— PN結的單向導電性 在一個 PN結的兩端 ， 各引一根電極引線 ，并用外殼封裝起來就構成了 半導體二極管 ，（或稱晶體二極管，簡稱二極管。 由 P區(qū)引出 的電極稱為 陽極 （正極） 由 N區(qū)引出 的電極稱為 陰極 （負極） 半導體二極管的結構和類型 UF IF 0 UR IR 0 反 向 電 擊 穿 區(qū) (1) 正向特性 (2) 反向特性 半導體二極管的伏安特性 工藝流程圖 晶片準備 平面工藝 封裝測試 （ 0）準備 準備： 制備單晶硅片（平整、無缺陷） 涉及到知識：單晶晶生長、 晶圓切、磨、拋。 （ 在形成單晶的過程中已經(jīng)進行了均勻的硼摻雜） 硅片表面的化學清洗 涉及到知識：去除硅片表面雜質的方法及化學原理 （有
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