在一块半导体材料中,如果N341256SJ-12一部分是n型区,另一部分是p型区,在两者的交界面处就形成pn结。制备pn结一般有扩散、离子注入和外延生长等方法。在传统的Si半导体工艺中,通常是在n型(或p型)Si晶体表面以扩散或离子注入的方法掺入p型(或n型)杂质原子,使原⒐晶体不同区域由单―导电类型变为n型和p型导电两种类型,在n型和p型导电区的界面处形成si晶体的pn结。

   扩散法制备pn结是利用扩散炉。源有固态也有气态,如si半导体材料中的n型杂质来源:As203、AsH3和PH3等;p型杂质来源:Bα3和B2H6等。扩散工艺中晶片置于加热的高温炉管中,杂质气体处于流动状态,掺杂原子的浓度及分布通过温度、时间、气体流量控制。热扩散的杂质浓度分布从表面到体内单调下降。

   离子注入法制备pn结是利用离子注入机。离子注入I艺中首先需要将掺杂杂质,如磷、砷或硼等的气态物质导入电弧室放电离化,带电离子经电场加速注入到半导体材料表面,离子注入的杂质浓度分布一般呈现为高斯分布,并且浓度最高处不是在表面,而是在表面

以内的一定深度处,杂质浓度的分布主要取决于离子质量和注入能量。离子注入的杂质不经过处理一般处于电惰性状态,且离子注入过程会造成对原晶体材料的晶格损伤,所以要 接近的结晶学取向的薄膜单晶的半导体工艺。主要有液相外延、气相外延、金属有机化学气相沉积、分子束外延等。外延生长可以方便地形成不同导电类型的高质量单晶薄膜,且掺杂浓度和厚度可精确控制,界面陡峭变化。这种方法可实现各种复杂设计要求的pll结。当p型半导体和n型半导体结合在一起时,由于p型区内空穴很多电子很少,而n型区内电子很多而空穴很少,在它们的交界面处就出现了空穴和电子的浓度差异。在载流子浓度梯度驱动下,空穴和电子分别从浓度高的区域向浓度低的区扩散,即一些空穴从p型区向n型区扩散,而一些电子从n型区向p型区扩散。它们扩散的结果就使p型区一侧失去空穴,留下不可移动的带负电的电离受主,n区一侧失去电子,留下不可移动的带正电的电离施主。载流子的转移破坏了p型半导体和n型半导体原来各自的电中性,形成了界面处p型半导体一侧电离受主构成的负电荷区和n型半导体一侧电离施主构成的正电荷区,通常以上电离受主和电离施主所带电荷称为空间电荷,所在区域称为空间电荷区。