PiN二極管的反向穩(wěn)態(tài)特性

  當(dāng)PiN二極管加反向偏壓時(shí),空間電荷區(qū)中的空穴流向p⁺區(qū),電子流向n⁺區(qū)。由于結(jié)的耗盡區(qū)主要向輕摻雜一區(qū)擴(kuò)展,而p⁺區(qū)和n⁺區(qū)摻雜濃度極高，存在大量可以電離的施主與受主,所以耗盡層在p⁺區(qū)和n⁺區(qū)內(nèi)增加的很少,耗盡區(qū)主要在n^-區(qū)內(nèi)形成,大大增加了基區(qū)的電阻,使P-i-N二極管在反偏壓下呈現(xiàn)很高的阻抗,可以承受很高的反向偏壓二極管擊穿電壓主要是由pn結(jié)輕摻雜區(qū)的擦雜濃度決定的,圖1顯示了PiN二極管雜質(zhì)分布以及高反壓情況下的電場(chǎng)分布。

 
  PiN二極管反偏時(shí)擊穿電壓V_BR主要是由結(jié)的低摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度決定,因?yàn)楸菊鱥區(qū)的寬度比空間電荷區(qū)的寬度要寬p⁺n^-結(jié)的擊穿電壓可以由式1來表示。   式中:
  E_BR為臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度
  ε₀為自由空間介電常數(shù)
  ε_r為相對(duì)介電常數(shù)
  N_D為施主濃度
 
  根據(jù)式1,我們可以看出,要想使p⁺-n^-結(jié)具有較高的擊穿電壓 V_R(BR)，硅片初始材料應(yīng)具有較低的施主雜質(zhì)濃度N_D,就是說要具有較高的電阻率。為了能夠讓p-n結(jié)空間電荷區(qū)在反偏時(shí)有足夠的擴(kuò)展空間,初始材料又必須具有一定量大的厚度。然而遺憾的是,要想得到較低的正向通態(tài)壓降,必須在器件制造過程中保證載流子具有較長(zhǎng)的壽命以及正向時(shí)有大量的載流子進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制。所以高的反向擊穿電壓和低的正向通態(tài)壓降對(duì)高阻層的要求是相互矛盾的。
 
  在工藝中常用的提高器件反向擊穿特性的技術(shù)有負(fù)斜角、場(chǎng)限環(huán)的以及場(chǎng)板等,這些技術(shù)措施簡(jiǎn)單易行又有效。
 
 



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