المجموعات

نفق ديود: الهيكل والتصنيع

نفق ديود: الهيكل والتصنيع

إن فهم بنية وتصنيع الثنائيات النفقية يعطي نظرة ثاقبة إضافية على تشغيل أجهزة الصمام الثنائي النفق المختلفة.

هناك العديد من أوجه التشابه بين هيكل الصمام الثنائي للنفق وتلك الخاصة بتقاطع PN القياسي ، ولكن هناك أيضًا بعض الاختلافات الرئيسية التي تجعل الصمام الثنائي النفق يعمل كما هو.

لتصنيع أجهزة الصمام الثنائي النفقي ، يمكن مقاضاة عمليات التصنيع القياسية ، مما يتيح تصنيع الأجهزة بطريقة اقتصادية.

أساسيات هيكل النفق الثنائي

يشبه الصمام الثنائي النفق تقاطع pn القياسي في كثير من النواحي باستثناء أن مستويات المنشطات عالية جدًا. كثافات ترتيب 5 × 1019 سم-3 شائعة.

هناك اختلاف آخر هو أن منطقة النضوب ، المنطقة الواقعة بين مناطق النوع p و n ، حيث لا توجد ناقلات ضيقة للغاية. عادة ما يكون في منطقة تتراوح بين خمسة إلى عشرة أمتار نانو ، وهو ما يعادل عرض بضع ذرات فقط.

مع منطقة استنفاد صغيرة ، تكون مستويات السعة صغيرة جدًا وهذا يفسح المجال لعملية عالية التردد ، ويمتد الأداء عادةً بشكل جيد في منطقة الميكروويف.

يمكن تصنيع ثنائيات الأنفاق من مجموعة متنوعة من أشباه الموصلات المختلفة ، ولكن الجرمانيوم هو الأكثر استخدامًا. يتميز بوجود فجوة طاقة صغيرة تسمح بحفر أنفاق أكثر كفاءة.

هياكل وتقنيات الصمام الثنائي النفقي

يمكن تصنيع الثنائيات النفقية باستخدام مجموعة متنوعة من الهياكل المختلفة. تنقسم هذه الهياكل عمومًا إلى واحد من ثلاثة أنواع أساسية:

  • هيكل الصمام الثنائي نفق سبائك الكرة: يتم تصنيع هذا النوع من تنسيق الصمام الثنائي النفقي كهيكل ميسا. لتحقيق هذا الشكل من الهيكل ، تتضمن تقنية التصنيع إحضار سبيكة تحتوي على المنشطات المطلوبة في اتصال مع ركيزة مخدرة بشدة. تبلغ درجة الحرارة المستخدمة حوالي 500 درجة مئوية عند هذه النقطة تذوب المنشطات بسرعة وتنتشر في الركيزة. ثم يتم تحديد هندسة الهيكل العام عن طريق حفر الصمام الثنائي للنسب المطلوبة.
  • هيكل الصمام الثنائي النفق السندات النبضي: يعد هذا هيكلًا مباشرًا نسبيًا للديود النفقي ، على الرغم من أن التحكم الدقيق في العملية مطلوب أثناء عملية التصنيع. يتم إنشاء الصمام الثنائي النفقي باستخدام سلك مطلي بسبيكة تحتوي على المنشطات المطلوبة. يتم ضغط هذا بشدة على الركيزة المخدرة بشدة ، ثم يتم تطبيق نبضة جهد. تأثير ذلك هو أن الوصلة تتشكل من خلال عملية صناعة السبائك المحلية ، ومع ذلك ، هناك عيوب في هذه العملية لأنها يمكن أن تنتج فقط تقاطعًا صغيرًا ، ولا يمكن التحكم في الخصائص الدقيقة ، بما في ذلك منطقة التقاطع بإحكام.
  • هيكل الصمام الثنائي النفق المستوي: يمكن استخدام التكنولوجيا المستوية لإنشاء الثنائيات النفقية. باستخدام هذا النهج في عملية التصنيع ، يتم إخفاء الركيزة المخدرة بشدة بطبقة عازلة لترك مساحة صغيرة مكشوفة. يتم فتح هذه المنطقة المكشوفة لتصبح المنطقة النشطة في الصمام الثنائي ، ويمكن إدخال المنشطات في المنطقة عن طريق الانتشار أو صناعة السبائك أو النمو الفوقي. بدلاً من ذلك ، من الممكن تنمية طبقة فوقية فوق السطح بالكامل ثم حفر تلك المناطق غير المطلوبة لترك بنية ميسا.

جميع الهياكل الثلاثة تمكن من الحصول على الثنائيات عالية الأداء.

تم تصنيع الثنائيات النفقية التي تستخدم كل هذه الهياكل وما زالت تُصنع ، وإن كانت بكميات أقل مما كانت عليه من قبل. توفر هياكل الصمام الثنائي النفق الثلاثة مستويات جيدة من الأداء ومع تقنيات وتقنيات التصنيع الجديدة ، يمكن تحسين الأداء.


شاهد الفيديو: جولة ممتعة داخل مصانع مذهلة الآت في منتهي الذكاء تشعرك بالهدوء!! (شهر نوفمبر 2021).