Tecnología Y Estructura Del Diodo Schottky

La estructura básica y la tecnología del diodo de Schottky puede parecer muy simple y directa. Mientras que los primeros diodos de Schottky eran muy sencillos, la tecnología básica se ha desarrollado para permitir que tanto los diodos rectificadores de pequeña señal como los de potencia utilicen la tecnología optimizada para cada aplicación.

Hoy en día, muchos diodos incorporan elementos que incluyen anillos de protección y otras mejoras que mejoran el rendimiento en varias áreas en grados considerables.

Tecnología Y Estructura Del Diodo Schottky

Estructura básica de los diodos Schottky

La base del diodo de Schottky es una interfaz de semiconductor de metal y esto puede ser creado de varias maneras. La más simple es un diodo de contacto puntual en el que un alambre metálico se presiona contra una superficie limpia de semiconductor tipo N.

Este método de fabricación todavía se utiliza ocasionalmente hoy en día ya que es barato, pero no es particularmente fiable y repetible. De hecho, el diodo que se forma puede ser un diodo de barrera Schottky o una unión PN estándar, dependiendo de la forma en que el alambre y el semiconductor se encuentran y de la manera en que se produce el proceso de formación resultante.

Estructura básica de los diodos Schottky

Los primeros detectores inalámbricos de Bigote de Gato se fabricaron de esta manera, aunque utilizando cristales minerales naturales, pero se descubrió que con estos detectores el cable tenía que ser colocado cuidadosamente para obtener los mejores resultados y que, después de un tiempo, el rendimiento disminuiría y se necesitaría una nueva posición para el bigote.

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Huelga decir que estas primeras técnicas no se utilizan mucho hoy en día. Otras tecnologías y estructuras de diodos Schottky más avanzadas y fiables se utilizan para la fabricación actual.

La estructura de diodo de Schottky depositada al vacío

La fabricación básica de los diodos de Schottky ha superado a los primeros diodos de contacto puntual, y una técnica popular es depositar en vacío un metal en la superficie del semiconductor. Esta tecnología de diodos de Schottky da resultados mucho mejores que los que se podían obtener con las primeras técnicas.

La estructura de diodo de Schottky depositada al vacío

La estructura de los diodos de Schottky es muy básica y es más diagramática que práctica. Sin embargo, muestra la tecnología básica de metal sobre semiconductor para el diodo de Schottky que es clave para su funcionamiento.

La estructura del diodo de Schottky con el anillo de guarda

Uno de los problemas de la tecnología de diodos metálicos depositados es que los efectos de la ruptura se notan en el borde de la zona metalizada. Esto surge de los altos campos eléctricos que están presentes alrededor del borde de la placa. También se notan efectos de fuga.

Para superar estos problemas se utiliza un anillo protector de semiconductor P+ fabricado mediante un proceso de difusión junto con una capa de óxido alrededor del borde. En algunos casos se pueden utilizar silicios metálicos en lugar del metal.

El anillo de guarda en esta forma de estructura de diodo de Schottky funciona conduciendo esta región hacia la ruptura por avalancha antes de que la unión de Schottky se dañe por grandes niveles de flujo de corriente inversa durante los eventos transitorios.

La estructura del diodo de Schottky con el anillo de guarda

Esta forma de tecnología de diodo de Schottky se usa particularmente en los diodos rectificadores, donde los voltajes pueden ser altos y la ruptura es más problemática. Incluso se puede usar para algunos diodos Schottky RF también.

Tecnología de diodos Schottky y notas de estructura

Hay una serie de puntos de interés del proceso de fabricación.

  • El elemento más crítico en el proceso de fabricación es asegurar una superficie limpia para un contacto íntimo del metal con la superficie del semiconductor, y esto se logra químicamente. El metal se deposita normalmente en el vacío, ya sea mediante el uso de técnicas de evaporación o de chisporroteo. Sin embargo, en algunos casos la deposición química está ganando cierto favor, y se ha utilizado el chapado real aunque no es generalmente controlable en el grado requerido.

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  • Cuando se van a utilizar silicios en lugar de un contacto de metal puro, esto se logra normalmente depositando el metal y luego tratando térmicamente para dar el siliciuro. Este proceso tiene la ventaja de que la reacción utiliza el silicio de la superficie, y la unión real se propaga por debajo de la superficie, donde el silicio no habrá sido expuesto a ningún contaminante. Otra ventaja de toda la estructura de Schottky es que puede fabricarse utilizando técnicas de temperatura relativamente baja, y generalmente no necesita los pasos de alta temperatura necesarios en la difusión de impurezas.

El diodo Schottky se utiliza en una variedad de formas para muchas aplicaciones diferentes. Obviamente, los que se utilizan para aplicaciones de señal están en paquetes mucho más pequeños, a menudo en los de SMT en estos días. Los dispositivos utilizados para aplicaciones de energía están en paquetes mucho más grandes, a menudo los que pueden ser atornillados a un disipador de calor.

La tecnología de diodos Schottky ha avanzado significativamente a medida que la necesidad de este tipo de diodos ha crecido. Curiosamente, la tecnología de diodos Schottky es capaz de satisfacer tanto las aplicaciones de muy baja como de alta corriente de una manera que ningún otro diodo puede.

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