Tecnologia e Estrutura do Diodo Schottky
– um resumo ou tutorial do Schottky Barrier Diode dando sua estrutura e como ele pode ser usado em circuitos de RF, bem como retificador e outros circuitos eletrônicos.
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Tutorial de Diodo de Barreira Schottky Inclui:
Diodo de barreira Schottky | Tecnologia do diodo Schottky | Especificações do diodo Schottky | Retificador de potência com diodo Schottky | Diodo de barreira Schottky de carbeto de silício (SiC)
Tutorial de Diodo Inclui:
Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos
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A estrutura básica e a tecnologia do diodo Schottky podem parecer muito simples e diretas.
Embora os primeiros diodos Schottky fossem muito diretos, a tecnologia básica foi desenvolvida para permitir que os diodos retificadores de sinal pequeno e de potência usem a tecnologia otimizada para cada aplicação.
Hoje, muitos diodos incorporam elementos, incluindo anéis de proteção e outras melhorias que melhoram o desempenho em várias áreas em graus consideráveis.
Estrutura básica do diodo Schottky
A base do diodo Schottky é uma interface de semicondutor de metal e isso pode ser criado de várias maneiras. Este mais simples é um diodo de contato pontual onde um fio de metal é pressionado contra uma superfície limpa de semicondutor tipo N. Este método de fabricação ainda é usado ocasionalmente hoje, pois é barato, mas não é particularmente confiável e repetível. Na verdade, o diodo que é formado pode ser um diodo de barreira Schottky ou uma junção PN padrão, dependendo da maneira como o fio e o semicondutor se encontram e da maneira como ocorre o processo de formação resultante.
Os primeiros detectores sem fio Cat’s Whisker foram feitos dessa maneira, embora usando cristais minerais naturais, mas descobriu-se com esses detectores que o fio tinha que ser cuidadosamente posicionado para obter os melhores resultados e, depois de um tempo, o desempenho diminuía e um novo posição para o bigode era necessária.
Desnecessário dizer que essas técnicas iniciais não são amplamente usadas hoje em dia. Outras tecnologias e estruturas de diodo Schottky mais avançadas e confiáveis são usadas para a fabricação atual.
Estrutura de diodo Schottky depositada a vácuo
A fabricação básica do diodo Schottky ultrapassou os primeiros diodos de ponto de contato, e uma técnica popular é depositar um metal a vácuo na superfície do semicondutor. Esta tecnologia de diodo Schottky dá resultados muito melhores do que aqueles que poderiam ser obtidos com as técnicas anteriores.
Essa estrutura de diodo Schottky é muito básica e é mais esquemática do que realmente prática. No entanto, ele mostra a tecnologia básica de metal em semicondutor para o diodo Schottky, que é a chave para sua operação.
Estrutura de diodo Schottky com anel de guarda
Um dos problemas com a tecnologia de diodo de metal depositado simples é que os efeitos de quebra são percebidos ao redor da borda da área metalizada. Isso decorre dos altos campos elétricos que estão presentes ao redor da borda da placa. Efeitos de vazamento também são notados.
Para superar esses problemas, um anel de proteção de semicondutor P+ fabricado por um processo de difusão é usado juntamente com uma camada de óxido ao redor da borda. Em alguns casos, podem ser usados silicetos metálicos no lugar do metal.
O anel de guarda nesta forma de estrutura de diodo Schottky opera conduzindo esta região à quebra de avalanche antes que a junção Schottky seja danificada por grandes níveis de fluxo de corrente reversa durante eventos transitórios.
Esta forma de tecnologia de diodo Schottky é usada particularmente em diodos retificadores, onde as tensões podem ser altas e a quebra é mais um problema. Também pode ser usado para alguns diodos Schottky de RF.
Tecnologia de diodo Schottky e notas de estrutura
Há uma série de pontos de interesse do processo de fabricação.
- O elemento mais crítico no processo de fabricação é garantir uma superfície limpa para um contato íntimo do metal com a superfície do semicondutor, e isso é obtido quimicamente. O metal é normalmente depositado no vácuo pelo uso de técnicas de evaporação ou pulverização catódica. No entanto, em alguns casos, a deposição química está ganhando algum favor, e o revestimento real tem sido usado, embora geralmente não seja controlável no grau necessário.
- Quando os silicetos devem ser usados em vez de um contato de metal puro, isso é normalmente obtido depositando-se o metal e, em seguida, tratando-se termicamente para obter o silicieto. Este processo tem a vantagem de que a reação usa o silício da superfície e a junção real se propaga abaixo da superfície, onde o silício não terá sido exposto a nenhum contaminante. Uma vantagem adicional de toda a estrutura Schottky é que ela pode ser fabricada usando técnicas de temperatura relativamente baixa e geralmente não precisa das etapas de alta temperatura necessárias na difusão de impurezas.
O diodo Schottky é usado em uma variedade de formas para muitas aplicações diferentes. Obviamente, aqueles usados para aplicações de sinal estão em pacotes muito menores, muitas vezes em SMT atualmente. Esses dispositivos usados para aplicações de energia estão em pacotes muito maiores, geralmente aqueles que podem ser aparafusados a um dissipador de calor.
A tecnologia de diodo Schottky avançou significativamente à medida que a necessidade desse tipo de diodo aumentou. Curiosamente, a tecnologia de diodo Schottky é capaz de atender a aplicações de corrente muito baixa e alta de uma forma que nenhum outro diodo pode.
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