komponente poluprovodniˇcka elektronske...

Elektronskekomponente

Poluprovodnici

Poluprovodnickasvojstva silicijuma

Kristalna strukturasilicijuma

Elektricnaprovodnost

Zonalnareprezentacijaenergetskih nivoa

Dopiranjesilicijuma

Elektricnekarakteristikedopiranogsilicijuma

pn spoj

Formiranje pnspoja(informativno)

Završne napomene

Elektronske komponente

Poluprovodnicka svojstva silicijuma

Univerzitet u Nišu, Elektronski fakultetKatedra za mikroelektroniku

Z. Prijic – predavanja 2014.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

PoluprovodniciSemiconductors

Materijali cija se vrednost specificne elektricne provodnostinalazi izmedu izolatora i provodnika nazivaju se polupro-

vodnici. Poluprovodnici mogu biti hemijski elementi ili je-dinjenja. Elementi pripadaju IV-oj grupi periodnog sistema,dok se jedinjenja tipicno formiraju kao dvokomponentna,od elemenata iz III i V ili II i VI grupe, iako mogu biti itrokomponentna.Za sve poluprovodnike karakteristicno je da im se speci-ficna elektricna provodnost može povecati primenom teh-noloških postupaka kojima se modifikuje njihov hemijskisastav.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Poluprovodnici

12 13 14 15 16

2

3

4

5

6

5

B

13 14 15 16

Al Si P S

30 31 32 33 34

Zn Ga Ge As Se

48 49 50 51 52

Cd In Sn Sb Te

80 81 82 83

Hg Tl Pb Bi

Grupa

Perioda

IIIA IVA VAIIB VIA


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

PoluprovodniciPoluprovodnicke komponente

Elektronske komponente koje su napravljene na bazipoluprovodnickih materijala nazivaju sepoluprovodnicke komponente (SemiconductorDevices).

Iz ekonomskih i tehnoloških razloga za proizvodnjupoluprovodnickih komponenata se najviše koristisilicijum (Si).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Kristalna struktura silicijumaAtomska struktura

Silicijum je, posle gvožda, drugi element po rasprostranje-nosti u Zemljinoj kori i ucestvuje u sastavu vecine stena kojecine njenu površinu. Atom silicijuma sastoji se od jezgra koje u sebi sadrži

14 protona i isto toliko neutrona, oko koga kruži 14elektrona.

Cetiri elektrona koja su najudaljenija od jezgrapredstavljaju valentne elektrone. Ovi elektroniucestvuju u stvaranju kovalentnih veza izmedu atomasilicijuma.

Svaku vezu cini par elektrona, unutar koje po jedanelektron pripada po jednom od dva susedna atoma.

Kovalentnih veza ima cetiri, tako da se formiraju struktureu obliku tetraedra.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Kristalna struktura silicijumaSimbolicki prikaz medusobne povezanosti atoma silicijuma: atomi supredstavljeni sferama, a kovalentne veze cilindrima.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Kristalna struktura silicijumaKristalna rešetka

Svaki atom silicijuma povezan je sa cetiri susedna atoma.Ovakav raspored atoma omogucava konstrukciju zamišljenekocke koja cini jedinicnu celiju kristalne rešetke silicijuma.Stranica kocke se naziva konstanta rešetke. Translacijom je-dinicne celije za konstantu rešetke duž prostornih osa (x, y

i z) dobija se kristalna rešetka silicijuma.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Kristalna struktura silicijumaKristalna rešetka


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Kristalna struktura silicijumaTipovi silicijuma

U zavisnosti od uniformnosti kristalne rešetke, mogu se raz-likovati tri tipa silicijuma: monokristalni — kristalna rešetka je uniformna na

makroskopskom nivou; polikristalni — kristalna rešetka je uniformna na

mikroskopskom nivou; amorfni — kristalna rešetka nije uniformna.

Sva tri tipa silicijuma se koriste u proizvodnji poluprovod-nickih komponenata. Na dalje ce se razmatranja odnositisamo na monokristalni silicijum.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostSlobodni nosioci naelektrisanja

Osnovni uslov za elektricnu provodnost bilo kog materijalapredstavlja postojanje slobodnih nosilaca naelektrisanja utom materijalu. Teorijski posmatrano, na temperaturi apsolutne nule

svi elektroni ucestvuju u kovalentnim vezama, pa sesilicijum ponaša kao izolator.

Porast temperature izaziva vibracije atoma unutarkristalne rešetke, što deluje kao pobuda kojaomogucava pojedinim elektronima da raskinukovalentnu vezu i oslobode se od maticnog atoma. Nataj nacin oni postaju slobodni nosioci naelektrisanja.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostElektroni i šupljine, koncentracija nosilaca, termicka ravnoteža

Kada se elektron oslobodi od maticnog atoma, on zasobom ostavlja „šupljinu“ (hole) koja se, uelektricnom smislu, može posmatrati kao pozitivnonaelektrisanje po apsolutnoj vrednosti jednakonaelektrisanju elektrona.

Uobicajeno je da se broj slobodnih nosilacanaelektrisanja izražava po jedinici zapremine (cm−3)pa se tako uvodi pojam koncentracija nosilaca.

Termicka ravnoteža je stanje u kome napoluprovodnik ne deluje nikakva spoljašnja pobuda(elektricno i magnetno polje, gradijent temperature,itd.).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostKretanje šupljina

Atom teži da upotpuni nepotpunu kovalentnu vezu(predstavljenu šupljinom).

Zbog toga oni „izvlaci“elektron iz kovalentne vezenekog od susednih atoma, pomocu koga popunjavašupljinu.

Na mestu „izvucenog “elektrona susednog atomaostaje nova šupljina.

Nova šupljina se popunjava na ekvivalentan nacin.

Kretanje šupljina kroz kristal silicijuma je prividno, jer se ustvari krecu elektroni koji ih popunjavaju (ostavljajuci pritome za sobom nove šupljine).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostKretanje šupljina


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostKoncentracija sopstvenih nosilaca (Intrinsic Carrier Concentration)

U hemijski cistom (intrinsic) silicijumu, u termickoj ravno-teži, koncentracija slobodnih elektrona n0 jednaka je kon-centraciji šupljina p0:

ni = n0 = p0 (cm−3) . (1)

n0p0 = n2i (2)

Na sobnoj temperaturi T = 300K koncentracija sopstvenihnosilaca je ni = 1.01× 1010 cm−3. Zbog toga silicijum po-seduje specificnu elektricnu provodnost na sobnoj tempera-turi i ona iznosi σ ≃ 4.35× 10−6

Ω−1 cm−1. Ova vrednost

specificne provodnosti je za više redova velicine manja uodnosu na provodnosti metala, pa se silicijum svrstava upoluprovodnike.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricna provodnostZavisnost koncentracije sopstvenih nosilaca u silicijumu od temperature

109

1010

1011

1012

1013

275 300 325 350 375

ni(c

m-3

)

T(K)


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaEnergetske zone, valentna zona

Svaki elektron unutar materijala poseduje odredenudiskretnu vrednost energije koja se naziva energetski

nivo. Skup po vrednosti bliskih energetskih nivoa može se

predstaviti kao podrucje koje se naziva energetska

zona. Skup energija valentnih elektrona (onih koji

ucestvuju u stvaranju kovalentnih veza izmeduatoma) odreduje podrucje valentne zone (valenceband), a maksimalna vrednost energije koju neki odnjih može imati odreduje energiju vrha valentne zoneEv.

Teorijski posmatrano, na temperaturi apsolutne nulesvi valentni elektroni imaju energije koje se nalaze uopsegu energija valentne zone.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaPojednostavljeni model energetskih zona u silicijumu.

E

Ec

Ev

Eg

valentna zona

provodna zona

zabranjena zona


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaProvodna i zabranjena zona

Da bi elektron postao slobodan potrebna mu je dodatnaenergija ciji izvor može biti temperatura ili neka druga vrstapobude. Skup energija slobodnih elektrona cini podrucje

provodne zone (conduction band), a minimalnavrednost energije koju neki od njih može da imaodreduje energiju dna provodne zone Ec.

Minimalna energija koju je potrebno dodati elektronuda bi prešao iz valentne u provodnu zonu jednaka jerazlici energetskih nivoa dna provodne i vrhavalentne zone. Ovim se definiše zabranjena zona

(bandgap) energetske širine Eg:

Eg = EC − EV . (3)


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaZavisnost širine zabranjene zone silicijuma od temperature

1.100

1.105

1.110

1.115

1.120

1.125

1.130

275 300 325 350 375

Eg(e

V)

T (K)

Sa porastom temperature smanjuje se energija koju je po-trebno dodati elektronu da bi prešao iz valentne u pro-vodnu zonu⇒ koncentracija sopstvenih nosilaca raste.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaGeneracija i rekombinacija

Proces oslobadanja elektrona iz kovalentnih veza iprelazak iz valentne u provodnu zonu naziva segeneracija slobodnih nosilaca naelektrisanja. Na ovajnacin, u elektricnom smislu, nastaje parelektron–šupljina.

Slobodni elektroni se nasumicno krecu unutarkristalne rešetke i tom prilikom dolaze u blizinušupljina. Tada bivaju privuceni od strane šupljina iovaj proces se naziva rekombinacija. Rezultatrekombinacije je nestanak para elektron–šupljina.

U termickoj ravnoteži su neto koncentracije elektrona i šup-ljina jednake i ne zavise od vremena, što je posledica cinje-nice da se procesi generacije i rekombinacije odvijaju istimbrzinama.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaGeneracija i rekombinacija


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Zonalna reprezentacija energetskih nivoaGeneracija i rekombinacija pod dejstvom spoljašnje pobude

Parovi elektron–šupljina mogu biti stvoreni i pod dejstvomspoljašnje pobude. Na primer, poluprovodnik može biti iz-ložen elektromagnetnim talasima u vidu svetlosti tako dau njega prodiru fotoni energije hν koja je veca od energijeEg. U tom slucaju upadni foton predaje svoju energiju elek-tronu i prebacuje ga iz valentne u provodnu zonu, cime sestvara par elektron–šupljina. Tako nastaju natkoncentracije

(excess) elektrona i šupljina. Neto koncentracije elektronai šupljina su tada uvecane u odnosu na ravnotežne.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaSilicijum n i p tipa

Elektricna provodnost silicijuma se može povecatiugradnjom atoma drugih hemijskih elemenata unjegovu kristalnu rešetku.

Atomi koji se ugraduju se nazivaju primesni atomi

(impurities), a sam proces ugradnje se nazivadopiranje (doping).

Dopiranje se može izvršiti tako da se povecakoncentracija slobodnih elektrona ili šupljina. Uprvom slucaju se dopirani silicijum naziva silicijumn-tipa, a u drugom silicijum p-tipa.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaSilicijum n–tipa, donori

Povecanje koncentracije slobodnih elektrona usilicijumu postiže se ugradnjom atoma iz V grupeperiodnog sistema (npr. fosfora) u njegovu kristalnurešetku.

Ovi elementi imaju po 5 valentnih elektrona, od kojih4 ucestvuju u kovalentnim vezama sa susednimatomima silicijuma.

Peti valentni elektron se prakticno može smatratislobodnim.

Svaki primesni atom dodaje po jedan slobodnielektron silicijumu pa se ovakvi atomi nazivajudonori.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaModel kristalne rešetke silicijuma sa donorskim primesama.

donorski atom

slobodni elektron


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaSilicijum p–tipa, akceptori

Povecanje koncentracije šupljina u silicijumu postižese ugradnjom atoma iz III grupe periodnog sistema(npr. bora) u njegovu kristalnu rešetku.

Ovi elementi imaju po 3 valentna elektrona i sviucestvuju u kovalentnim vezama sa susednimatomima silicijuma.

Jedna kovalentna veza, zbog nedostatka cetvrtogelektrona, ostaje neformirana, pa se može smatrati dana tom mestu postoji šupljina.

Svaki primesni atom „oduzima“ po jedan elektronsilicijumu pa se ovakvi atomi nazivaju akceptori.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaModel kristalne rešetke silicijuma sa akceptorskim primesama.

akceptorski atom

šupljina


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaSpecificna elektricna otpornost dopiranog silicijuma


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaVecinski i manjinski nosioci naelektrisanja

Specificna elektricna otpornost silicijuma se možepromeniti unošenjem primesnih atoma (donora iliakceptora).

Silicijum n–tipa ima višak elektrona. Elektroni suvecinski, a šupljine manjinski nosioci naelektrisanja.

Silicijum p–tipa ima višak šupljina. Šupljine suvecinski, a elektroni manjinski nosioci naelektrisanja.

Treba primetiti da primesni atomi znacajno uticu na po-vecanje koncentracije slobodnih nosilaca naelektrisanja usilicijumu u odnosu na koncentraciju sopstvenih nosilaca.Tipicno, silicijum se dopira primesnim atomima u opsegukoncentracija 1014

÷ 1021cm−3.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaKoncentracije vecinskih i manjinskih nosilaca naelektrisanja utermodinamickoj ravnoteži

Ako je koncentracija primesnih atoma u silicijumun–tipa ND, onda je broj slobodnih elektrona n0 ≃ ND:

n0p0 = NDp0 = n2i (4)

Ako je koncentracija primesnih atoma u silicijumup–tipa NA, onda je broj slobodnih šupljina p0 ≃ NA:

n0p0 = n0NA = n2i (5)


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Dopiranje silicijumaKoncentracije vecinskih i manjinskih nosilaca naelektrisanja utermodinamickoj ravnoteži - primer

Na T = 300K je ni ≃ 1× 1010 cm−3. Ako je ND = 5× 1015 cm−3, onda je broj šupljina:

p0 =n2

i

ND

=1× 1020

5× 1015 = 2× 104 cm−3

Ako je NA = 2× 1016 cm−3, onda je broj elektrona:

n0 =n2

i

NA

=1× 1020

2× 1016= 5× 103 cm−3


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricne karakteristikeDejstvo spoljašnjeg naponaPod dejstvom spoljašnjeg napona, unutar silicijuma se us-postavlja elektricno polje, koje stvara usmereno kretanjeslobodnih nosilaca naelektrisanja.

Kretanje slobodnih nosilaca naelektrisanja unutar silicijumapod dejstvom spoljašnjeg elektricnog polja naziva se drift

(drift).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricne karakteristikeDriftovske brzine elektrona i šupljina, pokretljivost

Unutra silicijuma elektroni i šupljine se, pod dejstvom elek-tricnog polja ~E, krecu driftovskim brzinama:

~vdn = −µn~E , (6)

~vdp = µp~E . (7)

Velicine µn i µp predstavljaju pokretljivost (mobility) elek-trona i šupljina, respektivno. Jedinica za pokretljivost jecm2 V−1 s−1. Pokretljivost generalno opada sa porastom tem-perature i koncentracije primesa. Pokretljivost šupljina je,

za istu koncentraciju primesa i temperaturu, tipicno 2–3 puta

manja od pokretljivosti elektrona!


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Elektricne karakteristikeSpecificna elektricna otpornost i Omov zakon

Specificna elektricna otpornost je:

ρ =1

q(µnn+µpp)(Ω cm) , (8)

pri cemu su n i p koncentracije slobodnih elektrona i šup-ljina, respektivno (q = 1.6× 10−19 C). Jacina struje krozsilicijum I je proporcionalna spoljašnjem naponu V:

I

S=

1

ρ·

V

l, (9)

pri cemu je S poprecni presek, a l dužina komada silicijuma.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojpn (ili p-n) Junction

Dva komada silicijuma koji su uniformno dopirani akcep-torskim i donorskim primesama koncentracija NA i ND, res-pektivno.

Neka je NA > ND.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojMetalurški spoj (Metalurgical Junction)

Silicijum p–tipa i silicijum n–tipa se spajaju.

Zamišljena linija dodira predstavlja metalurški spoj.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spoj

---------

---------

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

n-oblastp-oblast

metalurški

spoj

osiromašena oblast Wd

negativni

akceptorski

joni

pozitivni

donorski

joni

IDiff

IDrift

0-xp xn


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojFormiranje osiromašene oblasti

Elektroni iz n-oblasti prelaze u p-oblast, ostavljajuciza sobom pozitivno naelektrisane donorske jone.

Unutar p-oblasti elektroni se rekombinuju sašupljinama, tako da se formiraju negativnonaelektrisani akceptorski joni (ovaj proces seelektricno može posmatrati kao da su šupljine prešleiz p-oblasti u n-oblast, ostavljajuci za sobomnegativno naelektrisane akceptorske jone).

Joni su fiksirani unutar kristalne rešetke i elektricnopredstavljaju razdvojena naelektrisanja. Zbog toga seu okolini p-n spoja formira elektricno polje.

Elektricno polje je usmereno tako da se suprotstavljadaljem kretanju elektrona iz n-oblasti u p-oblast.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojDifuzija, ugradeno polje

Kretanje elektrona i šupljina na pn spoju nastaje usledgradijenta koncentracije (koncentracija elektrona jeveca u n–oblasti negou u p–oblasti; koncentracijašupljina je veca u p–oblasti nego u n–oblasti)

Kretanje slobodnih nosilaca naelektrisanja usledpostojanja gradijenta koncentracije naziva se difuzija

(diffusion). Oblast u kojoj su ostali samo joni naziva se

osiromašena oblast (depletion region), jer u njoj nemaslobodnih nosilaca naelektrisanja.

Elektricno polje na osiromašenoj oblasti naziva seugradeno polje.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojDifuzona i driftovska struja

Kretanje slobodnih nosilaca naelektrisanja usledpostojanja gradijenta koncentracije stvara difuzionustruju IDiff .

Unutar osiromašene oblasti dešava se termalnageneracija slobodnih nosilaca naelektrisanja: unutar p–oblasti generišu se elektroni; pod dejstvom

ugradenog elektricnog polja oni prelaze u n–oblast. unutar n–oblasti generišu se šupljine; pod dejstvom

ugradenog elektricnog polja one prelaze u p–oblast.

Kretanje termalno generisanih slobodnih nosilacanaelektrisanja usled postojanja ugradenog elektricnogpolja stvara driftovsku struju IDrift.

Sistem ulazi u termicku ravnotežu kada je:

IDiff = IDrift


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojUgradeni napon (Built–in Voltage)

Ugradeno elektricno polje stvara na osiromašenoj oblastipotencijalnu barijeru, koja se može izraziti kao napon:

Vbi =kT

qln

NDNA

n2i

= Vt ln

NDNA

n2i

. (10)

Napon Vbi naziva se ugradeni napon pn spoja. Napon Vt

naziva se termicki napon:

Vt =kT

q, (11)

pri cemu je k = 1.38× 10−23 J K−1 Bolcmanova konstanta.Na T = 300K je Vt ≃ 26mV.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

pn spojŠirina osiromašene oblasti

Osiromašena oblast nije simetricna u odnosu na metalurškispoj. Šira je na onoj strani na kojoj je koncentracija pri-mesnih atoma manja. Ukupna širina osiromašene oblastije:

Wd =

√

√

√2ǫsq

1

NA

+1

ND

Vbi, (12)

gde je ǫs = ǫ0×ǫSi = 1.04× 10−12 F cm−1 dielektricna kons-tanta silicijuma (ǫ0 = 8.85× 10−14 F cm−1 – dielektricnakonstanta vakuuma, a ǫSi = 11, 8 – relativna dielektricnakonstanta silicijuma).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaSilicijumski supstrat

Ingot

Homogeno je dopiran primesama (npr. n–tipa).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaOksidacija

n-supstrat

SiO2

dox

Sloj silicijum–dioksida (SiO2) na supstratu.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaFotolitografija

n-supstrat n-supstrat

SiO2SiO2

fotorezist fotorezist

fotomaska

ekspozicija

Nanošenje fotorezista (levo) i maskiranje i ekspozicija (desno).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene


n-supstrat n-supstrat

SiO2SiO2

fotorezist fotorezist

Nagrizanje fotorezista (levo) i silicijum–dioksida (desno).


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene


n-supstrat

SiO2

Struktura nakon završenog fotolitografskog postupka.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaJonska implantacija

n-supstrat

SiO2

sloj implantiranih jona

snop jona

Proces ubacivanja primesa u obliku jona u silicijum.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaDifuzija

n-supstrat

SiO2

p-difuzija

p-n spoj

xj

0,7xj

x

Tokom procesa difuzije dolazi do redistribucije primesnihatoma koji su uneti jonskom implantacijom u dubinu sups-trata.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaProfil primesa na pn spoju

1019

1018

1017

1016

1015

1014

1013

1012

1011

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

x (µm)

Kon

cen

traci

ja p

rim

esa

(cm

-3)

p

n

xj

fosfor (n-supstrat)

bor (p-difuzija)

neto koncentracija


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaMetalizacija

n-supstrat

SiO2

p-difuzija

metal

metal

n+


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaPasivizacija

n-supstrat

SiO2

p-difuzija

metal

metal

n+

CVD oksid

CVD — Chemical Vapour Deposition.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaPlocica (wafer) nakon procesiranja


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spojaEnkapsulacija


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Formiranje pn spoja

Sortiranje prema elektricnim karakteristikama. Obeležavanje. Grupno pakovanje.

Na osnovu rezultata testova komponente se sortiraju u pod-grupe i obeležavaju na odgovarajuci nacin, tipicno sufiksomu nazivu (npr. bipolarni tranzistor BC547 se pojavljuje kaoBC547A, BC547B i BC457C). Glavna razlika izmedu pod-grupa je u opsegu vrednosti pojedinih kriticnih elektricnihparametara. Što je opseg širi, to je vece rasipanje para-metara (manufacturing spread) unutar jedne podgrupe, tj.komponenta je, uslovno receno, manje prihvatljiva za zah-tevnije primene. Tipican primer je klasifikacija mikropro-cesora u racunarskoj industriji.


Poluprovodnici





Dopiranjesilicijuma


pn spoj


Završne napomene

Završne napomeneDodatna literatura

Studenti se upucuju na rukopis pod naslovom:"Uvod u poluprovodnicke komponente i njihovu primenu".Mole se studenti prve godine da procitaju Predgovor ovogrukopisa, u kome je naznaceno koji deo materijala se od-nosi na predmet ELEKTRONSKE KOMPONENTE.

http://mikroelektronika.elfak.ni.ac.rs/lit_sr.php

komponente poluprovodniˇcka elektronske...

Documents