Koleksi

Tunnel Diode: struktur & fabrikasi

Tunnel Diode: struktur & fabrikasi

Memahami struktur dan fabrikasi dioda terowongan memberikan wawasan tambahan tentang pengoperasian perangkat dioda terowongan yang berbeda.

Ada banyak kesamaan antara struktur dioda terowongan dan sambungan PN standar, tetapi juga ada beberapa perbedaan utama yang memungkinkan dioda terowongan untuk beroperasi sebagaimana mestinya.

Untuk membuat perangkat dioda terowongan, proses fabrikasi standar dapat dilakukan, memungkinkan perangkat dibuat dengan cara yang ekonomis.

Dasar-dasar struktur dioda terowongan

Dioda terowongan mirip dengan sambungan p-n standar dalam banyak hal kecuali tingkat dopingnya sangat tinggi. Massa jenis dengan urutan 5x1019 cm-3 adalah umum.

Perbedaan selanjutnya adalah bahwa daerah penipisan, daerah antara daerah tipe-p dan tipe-n, di mana tidak ada pembawa sangat sempit. Biasanya itu berada di wilayah antara lima hingga sepuluh nano-meter, yang setara dengan lebar hanya beberapa atom.

Dengan daerah penipisan sekecil ini, tingkat kapasitansi sangat kecil dan ini cocok untuk operasi frekuensi tinggi, dan biasanya kinerja meluas ke daerah gelombang mikro.

Dioda terowongan dapat dibuat dari berbagai semikonduktor yang berbeda, tetapi germanium adalah salah satu yang paling banyak digunakan. Keuntungannya adalah memiliki celah energi kecil yang memungkinkan penerowongan lebih efisien.

Struktur & teknik dioda terowongan

Dioda terowongan dapat dibuat menggunakan berbagai struktur yang berbeda. Struktur ini umumnya termasuk dalam salah satu dari tiga tipe dasar:

  • Struktur dioda terowongan paduan bola: Jenis format dioda terowongan ini dibuat sebagai struktur mesa. Untuk mencapai bentuk struktur ini, teknik fabrikasi melibatkan penyampaian paduan yang mengandung dopan yang diperlukan ke dalam kontak dengan substrat yang sangat diolah. Suhu yang digunakan sekitar 500 ° C dimana dopan cepat meleleh dan berdifusi ke dalam substrat. Geometri struktur keseluruhan kemudian ditentukan dengan mengetsa dioda ke proporsi yang diperlukan.
  • Struktur dioda terowongan ikatan berdenyut: Ini adalah struktur dioda terowongan yang relatif mudah dibuat, meskipun kontrol proses yang cermat diperlukan selama proses fabrikasi. Dioda terowongan dibuat dengan menggunakan kawat yang dilapisi dengan paduan yang mengandung dopan yang dibutuhkan. Ini ditekan dengan keras ke substrat yang sangat kotor, dan kemudian pulsa tegangan diterapkan. Efek dari hal ini adalah bahwa persimpangan terbentuk melalui proses paduan lokal, namun ada kekurangan dari proses ini karena hanya dapat menghasilkan persimpangan kecil, dan sifat yang tepat, termasuk area persimpangan tidak dapat dikontrol dengan ketat.
  • Struktur dioda terowongan planar: Teknologi planar dapat digunakan untuk membuat dioda terowongan. Dengan menggunakan pendekatan ini untuk proses fabrikasi, substrat n + yang sangat dikotori ditutup dengan lapisan isolasi untuk membiarkan area kecil terbuka. Area yang terbuka ini kemudian terbuka untuk menjadi area aktif dioda. Doping untuk area tersebut dapat terjadi melalui difusi, paduan atau pertumbuhan epitaksi. Sebagai alternatif, dimungkinkan untuk menumbuhkan lapisan epitaxial di seluruh permukaan dan kemudian mengetsa area yang tidak diperlukan untuk meninggalkan struktur mesa.

Ketiga struktur memungkinkan dioda berkinerja tinggi diperoleh.

Dioda terowongan yang menggunakan semua struktur ini telah diproduksi dan masih diproduksi, meskipun dalam jumlah yang lebih rendah daripada sebelumnya. Ketiga struktur dioda terowongan ini memberikan tingkat kinerja yang baik dan dengan teknik dan teknologi manufaktur baru, kinerja dapat ditingkatkan.


Tonton videonya: Tunnel Diode (Januari 2022).