半導體二極管不同材料類型的制造技術圖解

PN結二極管的制造技術

1. 生長的結型二極管：這種二極管是在拉晶過程中形成的。P和N型雜質可以交替地添加到坩堝中的熔融半導體材料中，這導致PN結，如 拉晶時所示。在切片之后， 然后 可以將較大面積的器件切割成大量（例如數千個）較小面積的半導體二極管。盡管這種二極管由于面積較大而能夠處理大電流，但是更大的面積也會引入更多的電容效應，這是不希望的。這種二極管用于低頻。

2. 合金型或熔融結二極管：這種半導體技術是通過首先將P型雜質（鋁的微小顆?；蛞恍┢渌黀型雜質）放入N型晶體的表面并加熱這兩種二極管來形成這種二極管。液化發生在兩種材料相遇的地方。合金將導致在冷卻時將在合金基底的邊界處產生PN結。類似地，可以將N型雜質置于P型晶體的表面中，并且將兩者加熱直至發生液化。合金型二極管具有較高的額定電流和較大的PIV（峰值反向電壓）額定值。由于結面積大，結電容也很大。

合金型或熔融結型二極管

3. 擴散結二極管： 擴散是一個過程，通過這個過程，大量濃度的粒子擴散到較低濃度的周圍區域。擴散和合金工藝之間的主要區別在于在擴散過程中未達到液化。在擴散過程中，僅施加熱量以增加所涉及的元素的活性。用于形成這種二極管 可以采用固體或氣體擴散過程。固體擴散過程開始于在N-型基板上形成受主雜質層并加熱兩者直到雜質擴散到基板中以形成P型層，如如圖所示。通過切割工藝將大的PN結分成多個部分。金屬觸點用于連接陽極和陰極引線。

在氣體擴散而不是形成受主雜質的過程中，將N-型基板置于受主雜質的氣態氣氛中，然后加熱。雜質擴散到襯底中以在N-型襯底上形成P-型層。但是，擴散過程需要比合金工藝更多的時間，但是它相對便宜，并且可以非常精確地控制。擴散技術使其自身在一個半導體材料的小盤上同時制造數百個二極管，并且最常用于制造半導體二極管。該技術還用于晶體管和IC（集成電路）的生產。

擴散結二極管

4. 外延生長或平面擴散二極管。術語“外延”源自拉丁術語epi，意思是“在”，出租車意思是“排列”。為了構造外延生長的二極管，生長非常薄（單晶）的高雜質半導體材料層（硅或鍺）在相同材料的重摻雜襯底（基底）上。然后，該完整結構形成P區擴散的N-區。在頂表面上熱生長SiO 2層，光刻，然后與P-區域進行鋁接觸。襯底底部的金屬層形成連接引線的陰極。該工藝通常用于制造IC芯片。

外延生長的二極管

5. 點接觸二極管：它由一個約12.5毫米見方厚0.5毫米的N型鍺或硅晶片組成，其一面通過射頻加熱焊接到金屬底座上，另一面有一個壓在它上面的磷青銅或鎢錠彈簧。通過脈動電流形成過程圍繞點接觸形成阻擋層。這導致在導線周圍形成P區，并且由于純鍺是N型，所以在點接觸周圍形成非常小的半球形PN結。不能精確控制成形過程。由于結的面積小，點接觸二極管可用于僅對非常小的電流（m A量級）進行整流。另一方面，點接觸二極管的分流電容在超高頻（高達25,000MHz）的設備中非常有價值。

點接觸二極管

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