Напівпровідниковий n-діод (тунельний)

Напівпровідниковий N-діод, що містить підкладинку n-типу (n-область), шар р-типу (робласть), омічні контакти і електроди, який відрізняється тим, що між n- і р- областями сформований вироджений компенсований епітаксіальний шар с-типу, легований одночасно донором і акцептором з рівними концентраціями. (19) (21) u200813121 (22) 12.11.2008 (24) 10.06.2009 (46) 10.06.2009, Бюл.№ 11, 2009 р. (72) ГЛАДКИЙ БОГДАН ІВАНОВИЧ, ГЛАДКИЙ РОМАН БОГДАНОВИЧ (73) ГЛАДКИЙ БОГДАН ІВАНОВИЧ, ГЛАДКИЙ РОМАН БОГДАНОВИЧ 3 41727 4 область (підкладинку) 1 з концентрацією Νд донодо 530°С кварцева трубка нахилена під кутом відра-мишяку рівною 1,7×1019 см-3; епітаксіальний шар носно горизонтальної лінії, як показано на Фіг.2, і через неї пропускається водень. При збільшенні с-типу 2 товщиною 0,015 мм з концентраціями Nд донора-мишяка і NA акцептора-галія, рівними температури кристали германію 8 і домішок 10,11 розплавляються в розчині індію 8, який знаходить6×1019см-3; р-область 3-епітаксіальний шар товщися в нижньому кінці човника. Коли температура ною 0,025 мм з концентрацією NA акцептора-галія розчину досягає 530°С, піч разом з трубкою вирів1.4×1020 см-3; електроди 4,5; омічні контакти 6,7. нюється горизонтально так, щоб рідкий розчин Концентрації атомів донора Νд і акцептора ΝΑ розпокрив поверхню підкладинки 1. До цього моменту раховуються на основі вольт-амперної характерирозплавлений індій практично насичений германістики і її параметрів за методикою, приведеною в єм. додатку до опису. При охолодженні човника (Фіг.3) германій споПри подачі прямої напруги на діод («плюс» чатку розчиняється з поверхні підкладинки до підключається до електрода 4, а «мінус» - до елевстановлення фазової рівноваги, а потім починає ктрода 5) прямий струм внаслідок високої конценосідати із розчину і наступає його епітаксіальний трації носіїв заряду в n-, р- і с-областях спочатку ріст на підкладинці. Товщина епітаксіального шару різко зростає до максимального значення ,а дальзалежить від швидкості охолодження човника, по ше, при збільшенні напруги внаслідок прямого іншому, від температурного режиму роботи, який перехоплення донорних електронів акцепторами, показаний на Фіг.3. При 350°С потік водню через концентрація носіїв в с-області зменшується, що піч заміняють потоком азоту, піч повертається в супроводжується спаданням прямого струму до початкове положення, а розчин з підкладинки злимінімального значення. Дальше збільшення прявають. Графітовий човник зразу виймають з квармої напруги відкриває інжекцію носіїв заряду в р-n цевої трубки, а лишній індій зливають. Тривалість переході, що приводить до збільшення прямого епітаксіального нарощування компенсованого шаструму. Таким чином формується N-подібна вольтру с-типу товщиною 0,015 мкм дорівнює 23 хв, а амперна характеристика діода. тривалість росту р- шару товщиною 0,025 мкм доВиготовлення N - діода здійснюється на устарівнює 27 хв. Так формується р-n структура на новці для епітаксіального нарощування напівпроповерхні підкладинки. відника із рідинної фази [3],схема якої показана на По суті в N- діоді формується структура p-c-n Фіг.2. типу. Далі на нижній і верхній поверхні підкладинки Для виготовлення р-n структури в заявленому формуються невипрямляючі (омічні) контакти, а N - діоді послідовно проводиться два епітаксіальсама підкладинка ділиться на окремі кристали. них нарощування. Кожний кристал (р-n структура) розміщується в Перше нарощування. На підкладинці n-типу корпусі, де до її р- і n-областей підключаються (поз.1, Фіг.2) нарощується вироджений компенсоелектроди. ваний шар с-типу (поз.2, Фіг.1). Технічним результатом винаходу є: зменшенДруге нарощування. На поверхні с-шару наня надлишкового струму, збільшення коефіцієнта рощується р- шар з підвищеною концентрацією якості, а також збільшення коефіцієнта затухання акцепторів (поз.3, Фіг.1). Матеріалом підкладинки струму. вибирається германій n - типу з концентрацією Обґрунтування причинно-наслідкового зв’язку донора - миш'яку, рівною 1,7×1019см-3 і кристаломіж технічним завданням і технічним результатом. графічною орієнтацією в площині (111). Для нароЯкщо р-n перехід діода вважати своєрідним конщення на германієвій підкладинці n-типу епітаксіаденсатором, а с-шар - речовиною, що знаходиться льного компенсованого шару напівпровідника сміж обкладками конденсатора, то збільшення шитипу використовується розчин германію і індію, рини с-шару приводить до зменшення ємності діолегований домішками миш'яку і галію. При народа, і як наслідок, до збільшення коефіцієнта якості. щуванні компенсованого шару с-типу розчин місВироджений компенсований напівпровідник (стить галій масою 200 мг і миш'як масою 214 мг. шар) має властивість збільшувати свій опір при При цьому, первинний склад розчину утворюється прямій напрузі на діоді, більшій напруги піка, що із 30 г індію і 3 г германію. Визначення мас акцепприводить до зменшення прямого струму (область тора і донора, з врахуванням атомних мас, провоз від'ємним диференціальним опором). При прямій диться з допомогою графіка (Фіг.4). Для цього понапрузі на діоді, рівній напрузі впадини, прямий передньо проводиться розрахунок концентрацій струм впадини стає рівним надлишковому струму донорів і акцепторів в виродженному компенсовадіода. Якщо ширина с-шару збільшується, то це ному напівпровіднику с-типу. Розрахунок концентрівнозначно збільшенню довжини провідника, і як рацій приводиться в додатку до опису на основі наслідок, надлишковий струм зменшується. характеристичних параметрів Ν-діода. При нароЛітература до опису винаходу "Напівпровіднищуванні р- шару розчин містить тільки галій масою ковий N-діод(тунельний)" 500 мг. 1. H.A. Белова, В.Л. Бонч-Бруевич, П.Е. ЗильПідкладинка 1 германію n - типу міцно кріпитьберман, А.Н. Ковалев, П.С. Серебреников, H.E. ся на плоскому дні в верхньому кінці графітового Скворцова. Туннельные диоды (физические осночовника 14 з допомогою зажиму 13 (Фіг.2.). Суміш вы работы) М. Наука. 1966. індію, германію і необхідної легуючої домішки роз2. Полупроводниковые приборы. Справочник міщуються в нижньому кінці човника. под редакцией Н.Н.Горюнова. М. ЭнергоатомизГрафітовий човник кріпиться в центрі кварцедат. 1987. вої трубки 9 в зоні з постійною температурою. 3. Н.Нельсон. Эпитаксиальный рост из жидкой Протягом нагрівання графітового човника від 0°С 5 41727 6 фазы и его применение при изготовлении туннеполупроводниковых соединений" Из-во «Металлульных и лазерных диодов. Сборник переводных ргия», М. 1967,стр.169. статей под ред. А.Я. Нашельского "Технология 7 41727 8 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 41727 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601