_ بخش پین دیود (pin diode)
ناحیه ذاتی آلایش و مواد تشکیل دهنده (سه ظرفیتی) در پین دیود (pin diode)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
یک دیود PIN به دلیل فاصله بین دو ناحیه، مقدار خازنی کمتری را ارائه می دهد. هنگامی که یک پتانسیل معکوس به دیود اعمال می شود، ناحیه تخلیه به طور کامل تخلیه می شود. هنگامی که این ناحیه تخلیه می شود، به دلیل مقدار کم بار در لایه ذاتی، ظرفیت خازنی از طریق پتانسیل اعمال شده تغییری نشان نمی دهد.به دلیل ناحیه ذاتی، این دیود حداکثر مقدار ولتاژ شکست را نشان می دهد که برای از بین بردن ناحیه تخلیه گسترده ضروری است. لایه تخلیه مسئول تولید انرژی پس از تابش در سطح خارجی آن است. وقوع ناحیه ذاتی، ناحیه جذب تابش را بهبود می بخشد. بنابراین، این دیود ها به طور گسترده مانند آشکار ساز های نوری استفاده می شوند.ذخیره حامل های بار از طریق ناحیه ذاتی افزایش می یابد. باری که در ناحیه تخلیه ذخیره می شود، مسئول مجموع جریان تغذیه در سراسر مدار است. هنگامی که بایاس مستقیم به این دیود اعمال می شود، دیود ویژگی های مقاومت ناهموار را نشان می دهد زیرا مقاومت از طریق ولتاژ ورودی اعمال شده به آن تغییر می کند و یکسوسازی و اعوجاج ایجاد نمی کند.
تشکیل دیود PIN می تواند از طریق دو روش انجام شود: ساختار مسطح و ساختار مزا. در ساختار مسطح، ناحیه A+P می تواند از طریق یک لایه اپیتاکسیال نازک با اعمال نیرو بر روی لایه ذاتی تشکیل شود. به همین ترتیب، ناحیه N+ نیز می تواند بر روی وجه دیگری از زیرلایه تشکیل شود. در اینجا لایه ذاتی 0.1 Ω-m می دهد که مقاومت بسیار بالایی دارد. در ساختار مزا، لایه های نیمه هادی قبلاً در ناحیه ذاتی آلایش داده می شوند. بنابراین می توان دیود PIN را ساخت.
_ife5.gif)
به طور کلی ساختار یک دیود PIN شامل سه لایه مانند لایه P، یک لایه ذاتی و یک لایه n است. در اینجا، تشکیل لایه P می تواند از طریق آلایش ناخالصی سه ظرفیتی به سمت نیمه هادی انجام شود. ناحیه n را می توان با آلایش ناخالصی پنج ظرفیتی به سمت ماده نیمه هادی تشکیل داد. در اینجا، لایه نیمه هادی ذاتی ماده آلایش نشده است.تشکیل دیود PIN می تواند از طریق دو روش انجام شود : ساختار مسطح و ساختار مزا. در ساختار مسطح ، ناحیه A+P می تواند از طریق یک لایه اپیتاکسیال نازک با اعمال نیرو بر روی لایه ذاتی تشکیل شود. به همین ترتیب، ناحیه N+ نیز می تواند بر روی وجه دیگری از زیرلایه تشکیل شود. در اینجا لایه ذاتی 0.1 Ω-m می دهد که مقاومت بسیار بالایی دارد. در ساختار مزا، لایه های نیمه هادی قبلاً در ناحیه ذاتی آلایش داده می شوند. بنابراین می توان دیود PIN را ساخت.
- پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک