Технология изготовления, принцип действия, физические процессы в полупроводниковых диодах. Расчёт вольтамперной характеристики пробивного напряжения электронно-дырочного перехода. Основные особенности использования диодных структур в интегральных схемах.
Понятие "Полупроводниковый диод" объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. В наиболее распространенном классе электропреобразовательных полупроводниковых диодов различают: выпрямительные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, диоды СВЧ.В задании на курсовое проектирование приведены только основные величины, которых недостаточно для полного расчета параметров биполярного и полевого МДП-транзистора. Диффузия - это процесс, с помощью которого на поверхности или внутри пластины полупроводника получают p-или n-области путем введения акцепторных или донорных примесей. В первом случае поверхность пластины контактирует со расплавом, содержащем в качестве компонента необходимую примесь, во втором случае - с парами примеси или с потоком инертного газа-носителя, содержащего пары примеси.При сплавной технологии электронно-дырочный переход образуется на границе раздела исходного кристалла и рекристаллизованной полупроводниковой области, в которую происходило вплавление (рисунок 2.1а). На рисунке 2.1б показан способ изготовления p-n перехода диффузией акцепторной примеси в кристалл n-типа. Особенность технологии, показанной на рисунке 2.1в, в том, что диффузия осуществляется в кристалл с полупроводниковой пленкой n типа, выращенной на кристалле n типа специальной эпитаксиальной технологией, позволяющей сохранить структуру кристалла в пленке. В случае ограниченного источника примеси, распределение примеси описывается функцией Гаусса где - полное количество атомов примеси (на единицу площади) которое остается постоянным в процессе диффузии. При x=0, распределение примеси примет вид : Из этого выражения найдем полное количество атомов примеси: В итоге получим: Практически величина обеспечивается путем предварительной диффузии («загонки») примеси на небольшую глубину из неограниченного внешнего источника, после чего источник отключается и следует автономная «разгонка» накопленных атомов.Диоды в микросхемах предназначены либо для того, чтобы выводить транзисторы из насыщения (фиксация транзисторов), либо для выполнения логических функций. Любой из р-п переходов транзисторной структуры может быть использован для формирования диодов, но только два перехода база-эмиттер и база-коллектор действительно удобны для схемных применений. Пробивные напряжения Uпр больше у тех вариантов, в которых используется коллекторный переход. Обратные токи Іобр меньше у тех вариантов, в которых используется только эмиттерный переход, имеющий наименьшую площадь. Время восстановления обратного тока тв характеризующее время переключения диода из открытого в закрытое состояние, минимально у варианта БК-Э, так как у этого варианта заряд накапливается только в базе.Таким образом, псле выполнения задания на курсовую работу были более детально изучены общие сведения по диодам, физические принципы работы, технологии получения p-n перехода, использование диодных структур в интегральных микросхемах и другие особенности полупроводниковых приборов.
План
4.2 Содержание пояснительной записки: 1) Аннотация, 2) Оглавление, 3) Анализ технического задания, 4) Введение, 5) Описание технологии изготовления электронно-дырочного перехода
6) Расчетная часть, 7) Конструкция диода современной твердотельной САПР
8) Классификация разработанного электронно-дырочного перехода по граничной частоте и рассеиваемой мощности.
9) Основные особенности использования диодных структур в интегральных схемах, 10) Заключение, 11) Список литературы.
5 Календарный план
Наименование разделов курсовой работы Срок выполнения разделов работы Отметка руководителя о выполнении
Выдача задания к курсовой работе 6 марта
Изучение литературы по теме электронно-дырочного перехода - 25% 13 марта
Расчет вольтамперной характеристики, барьерной и диффузионной емкости, пробивного напряжения электронно-дырочного перехода в черновом виде - 50% 30 марта
Расчет вольтамперной характеристики, барьерной и диффузионной емкости, пробивного напряжения электронно-дырочного перехода в чистовом виде - 75% 10 мая
Оформление работы - 100% 7 июня
Руководитель работы /В.А. Бухарин/
Студент /Е.Н. Злыднев /
АННОТАЦИЯ
Вывод
Таким образом, псле выполнения задания на курсовую работу были более детально изучены общие сведения по диодам, физические принципы работы, технологии получения p-n перехода, использование диодных структур в интегральных микросхемах и другие особенности полупроводниковых приборов.
По разработанной методике был рассчитан p-n переход, полученный диффузионным методом.
Список литературы
1. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.: Энергия, 1977.- 672с.
2. Трутко А. Ф. Методы расчета транзисторов. - М.: Энергия, 1971.
