Rodzaje kontaktów do

półprzewodników i metody

ich otrzymywania

Grzegorz Pękala

134564

Rodzaje kontaktów

• Złącze m-s (omowe, prostujące)
• Struktura MIS

Kontakt m-s

• Złącze metal–półprzewodnik

• Właściwości zależą od prac wyjścia

elektronów z metalu i półprzewodnika
oraz od rodzaju półprzewodnika (w
modelu rzeczywistym ważną rolę
odgrywają również stany
powierzchniowe)

kontakt m-s

• Jako kontakt prostujący

• Jako kontakt omowy

Kontakt prostujący

• Mała pojemność – praca w układach

w.f. (dioda Shottk'ego)

• Charakterystyka nieliniowa i

niesymetryczna (bardzo zbliżona do p-
n)

• Napięcie dyfuzji (bariera potencjału)

3eV

Kontakt omowy

• Używane jako doprowadzenie styków

prądowych do przyrządów

• Charakterystyka liniowa i symetryczna

(nie zniekształca charakterystyk
przyrządów)

• Mała rezystancja szeregowa

Struktura MIS

• Złącze metal-półprzewodnik

oddzielone cienką warstwą dielektryka

• Kndensator o zmiennej pojemności w

funkcji napięcia polaryzacji

• Zastosowanie w tranzystorach MIS i

układach scalonych MIS

Struktura MIS

Podstawowe stany pracy:

a)Akumulacja (Ug<0)
b)Stan neutralny (Ug=0)
c)Zubożenie (Ug>0)
d)Inwersja (Ug>>0)
e)Dodatkowo silna inwersja i silne

zuborzenie

Technologia wytwarzania złączy

• Parowanie próżniowe
• Ostrzowa
• Stopowa
• Oraz technologie które, poprzez

wytwarzanie warstwy n+ lub p+
przygotowują podłoże pod
kontakty(Dyfuzyjna, Implantacja)

Od autora

Na zajęciach Tłaczała powiedział, że

na egzaminie dyplomowym nie trzeba
będzie opisywać tych technologii,
jednak w odpowiedzi na mojego maila
z pytaniem co zamieścić w prezentacji
napisał, iż ważne jest by szczególowo
opisać te metody. Nie wiem którą
wersję przyjmie na egzaminie więc
niżej kilka z nich

Metoda ostrzowa

Złącze ostrzowe

„uformowane

powierzchniowo” powstaje

przez kontakt ostrza

metalowego z

półprzewodnikiem, co z kolei

powoduje powstanie dużej

liczby stanów

powierzchniowych, które

wywołują inwersję typu

przewodnictwa przy

powierzchni półprzewodnika.

W ten sposób pod ostrzem

powstaje złącze p-n

uformowane wskutek zjawisk

powierzchniowych.

Metoda ostrzowa

Złącze ostrzowe „uformowane
napięciowo” powstaje w wyniku
przepuszczenia impulsu elektrycznego
przez styk złoto-german (około 100s, kilka
amperów ). Wówczas pod ostrzem
wytwarza się wysoka temperatura i do
półprzewodnika dyfundują akceptory z igły
metalowej (często pokrytej warstwą indu
lub aluminium). W ten sposób powstaje
warstewka półsferyczna typu p i mówi się o
złączu p-n „uformowanym elektrycznie”.

Metoda stopowa

Złącze p-n metodą stopową wykonuje się przez umieszczenie

na płytce (np. germanu) niewielkiej ilości domieszki (np. indu).

Całość podgrzewa się do temperatury, w której stopiona

domieszka rozpuszcza znajdujące się w najbliższym sąsiedztwie

podłoże. W czasie odpowiednio wolnego studzenia podłoże

krystalizuje zatrzymując w swojej sieci dużą liczbę atomów

domieszki. Koncentracja domieszkowanych atomów (np.

akceptorów) przewyższa znacznie w rekrystalizowanym

obszarze koncentrację domieszki podłoża (np. donorów) i w ten

sposób omawiany obszar typ zmienia przewodnictwa.

Technologia dyfuzyjna

Złącze dyfuzyjne-
powstaje poprzez
wprowadzenie do
materiału
półprzewodnika atomów
domieszki w drodze
dyfuzji.

Zjawisko dyfuzji polega na przemieszczaniu się atomów z obszaru o
większej koncentracji do obszaru o mniejszej koncentracji wskutek
chaotycznego ruchu cieplnego tych atomów. Dyfuzję atomów domieszki
do wnętrza półprzewodnika przeprowadza się w podwyższonej
temperaturze, w piecu dyfuzyjnym, przy czym materiał domieszki
znajduje się w stanie ciekłym lub gazowym. Przy dyfuzji ze stanu
lotnego płytkę, do której wprowadza się atomy, umieszcza się w
atmosferze składającej się z par domieszki i gazu nośnego (np. N

). Przy

dyfuzji ze stanu ciekłego na wybranej powierzchni półprzewodnika jest
umieszczony materiał domieszki w stanie ciekłym. W celu selektywnego
domieszkowania półprzewodnika można stosować maski tlenkowe
zasłaniające miejsca, których nie chcemy domieszkować