Технологии производства полупроводниковых диодов

Одним из распространенных способов получения электронно-дырочных переходов является вплавление. Очень широко используется вплавление индия, являющегося акцептором для германия, в германий, имеющий проводимость n -типа, или алюминия в кристалл кремния n -типа, либо вплавление фосфора или сурьмы в кремний p -типа.

Электронно-дырочный переход можно также получить, осуществляя диффузию примесей в исходную пластину полупроводника p -типа или n -типа (диффузионный метод). Диффузия примеси осуществляется в газообразной, жидкой или твердой фазах. Уменьшение емкости электронно-дырочного перехода осуществляют химическим путем – стравливая часть кристалла с одной его стороны и получается так называемая мезаструктура. Такой переход, кроме того, имеет значительно лучшее качество внешних границ, чем полученный методом вплавления, а следовательно, лучшие электрические характеристики и параметры.

Малую емкость p-n -перехода имеют также и точечные диоды. Для изготовления такого перехода электролитически заостренная металлическая игла приваривается к кристаллу полупроводника импульсом тока до 1 А (метод формовки). Приконтактная область с противоположным типом электропроводности. Контактную иглу иногда покрывают для улучшения качества перехода полупроводниковым материалом индием. Однако это приводит к некоторому увеличению его площади.

Современным методом создания полупроводниковых приборов из кремния является планарная технология, основу которой составляет метод фотолитографии. Она включает следующую последовательность операций. На исходной полупроводниковой пластине кремния n -типа получают пленку окисла кремния, которую затем покрывают слоем светочувствительного вещества – фоторезиста. После этого поверхность через специальную маску (фотошаблон) засвечивается ультрафиолетовым светом. Затем слой фоторезиста проявляется с помощью специальных проявителей. В зависимости от типа фоторезиста его растворимость может либо возрастать (позитивные фоторезисты), либо падать (негативные фоторезисты). Далее осуществляется травление пленки окисла. Через образовавшееся «окно» осуществляют локальную диффузию примеси в исходную пластину кремния и получают p-n -переход.

Для изготовления диодов используют германий, кремний, арсенид галлия, фосфид индия, селен и другие проводниковые материалы.