肖特基二極管由金屬到N結(jié)構(gòu)成，而不是由PN半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)成。肖特基二極管也稱為熱載流子二極管，其特點是開關(guān)時間快(反向恢復(fù)時間短)、正向壓降低(金屬硅結(jié)通常為0.25V至0.4V)和低結(jié)電容。

7.1肖特基二極管技術(shù)與結(jié)構(gòu)

肖特基二極管的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能看起來非常簡單明了。雖然早期的肖特基二極管非常簡單，但已經(jīng)開發(fā)出基本技術(shù)，使小信號和功率整流二極管能夠使用針對每種應(yīng)用優(yōu)化的技術(shù)。如今，許多二極管都包含保護環(huán)和其他改進要素，這些要素在很大程度上提高了各個領(lǐng)域的性能。

7.1.1基本肖特基二極管結(jié)構(gòu)

肖特基二極管的基礎(chǔ)是金屬半導(dǎo)體界面，可以通過多種方式創(chuàng)建。最簡單的是點接觸二極管，其中金屬線壓在干凈的 N 型半導(dǎo)體表面上。這種制造方法今天仍然偶爾使用，因為它便宜，但不是特別可靠和可重復(fù)。事實上，所形成的二極管可以是肖特基勢壘二極管，也可以是標(biāo)準(zhǔn)的 PN 結(jié)，這取決于導(dǎo)線和半導(dǎo)體接觸的方式以及最終形成過程的方式。

圖：點接觸肖特基二極管

早期的?Cat's Whisker 無線探測器是用這種方式制造的，雖然使用的是天然礦物晶體，但使用這些探測器發(fā)現(xiàn)，必須仔細定位導(dǎo)線以獲得最佳效果，一段時間后性能會下降，并且會出現(xiàn)新的需要晶須的位置。

不用說，這些早期的技術(shù)如今并沒有被廣泛使用。其他更先進和更可靠的肖特基二極管技術(shù)和結(jié)構(gòu)用于當(dāng)前制造。

7.1.2真空沉積肖特基二極管結(jié)構(gòu)

基本的肖特基二極管制造已經(jīng)取代了早期的點接觸二極管，一種流行的技術(shù)是在半導(dǎo)體表面真空沉積金屬。這種肖特基二極管技術(shù)比早期技術(shù)所能獲得的結(jié)果要好得多。

圖：沉積金屬肖特基二極管結(jié)構(gòu)

這種肖特基二極管結(jié)構(gòu)非?；?，比實際實用更圖解。然而，它確實展示了肖特基二極管的基本金屬半導(dǎo)體技術(shù)，這是其運行的關(guān)鍵。

7.1.3帶保護環(huán)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)

簡單沉積金屬二極管技術(shù)的問題之一是在金屬化區(qū)域的邊緣周圍會出現(xiàn)擊穿效應(yīng)。這是由存在于板邊緣周圍的高電場引起的。還注意到泄漏效應(yīng)。

為了克服這些問題，使用擴散工藝制造的 P+ 半導(dǎo)體保護環(huán)與邊緣周圍的氧化物層一起使用。在某些情況下，可以使用金屬硅化物代替金屬。

這種形式的肖特基二極管結(jié)構(gòu)中的保護環(huán)，在瞬態(tài)事件期間的大量反向電流損壞肖特基結(jié)之前，驅(qū)動該區(qū)域進入雪崩擊穿而工作。

圖：帶保護環(huán)的肖特基二極管技術(shù)

這種形式的肖特基二極管技術(shù)特別適用于電壓可能很高且擊穿問題更大的整流二極管。它甚至可以用于一些射頻肖特基二極管。

7.1.4肖特基二極管制造過程

肖特基二極制造過程中有許多有趣的地方。制造過程中最關(guān)鍵的要素是確保金屬與半導(dǎo)體表面緊密接觸的清潔表面，這是通過化學(xué)方法實現(xiàn)的。金屬通常通過使用蒸發(fā)或濺射技術(shù)在真空中沉積。然而，在某些情況下，化學(xué)沉積獲得了一些青睞，并且已經(jīng)使用了實際電鍍，盡管它通常無法控制到所需的程度。

當(dāng)使用硅化物代替純金屬觸點時，這通常是通過沉積金屬然后熱處理得到硅化物來實現(xiàn)的。該工藝的優(yōu)點是反應(yīng)使用表面硅，實際在結(jié)表面下方傳播，硅不會暴露于任何污染物。整個肖特基結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是它可以使用相對低溫的技術(shù)制造，并且通常不需要雜質(zhì)擴散所需的高溫步驟。

肖特基二極管以多種形式用于許多不同的應(yīng)用。顯然，用于信號應(yīng)用的那些封裝要小得多，如今通常采用 SMT 封裝。那些用于電源應(yīng)用的器件采用更大的封裝，通常可以用螺栓固定在散熱器上。

隨著對這種二極管的需求不斷增長，肖特基二極管技術(shù)取得了顯著進步。有趣的是，肖特基二極管技術(shù)能夠以其他二極管無法做到的方式同時滿足極低電流和高電流應(yīng)用的需求。

審核編輯：湯梓紅