Високочастотні діоди В цій групі діодів використовується точковий перехід. Пряма ділянка вольт-амперної характеристики описується квадратичною параболою Зворотна ділянка вольт-амперної характеристики відрізняється від характеристики площинного діода. Зворотний струм малий, а ділянка насичення вузька і неявно виражена. При зростанні зворотної напруги зворотний струм зростає лінійно. Вплив температури на зворотний струм менший, температура подвоєння складає (15 ÷ 20) оС. В області пробою є ділянка з від’ємним диференціальним опором. Основні електричні параметри високочастотних діодів: МГц;
Рис.1 . Вольт-амперна характеристика високочастотного діода Імпульсні діоди Найважливішим параметром, який визначає можливість використання діода при коротких імпульсах, є час відновлення зворотного опору . Для його зменшення діоди виготовляють таким чином, що б ємність переходу була мінімальна і рекомбінація носіїв відбувалася якомога швидше. Імпульсні діоди переважно випускаються на струми в імпульсному режимі, які досягають декількох сотень міліампер і граничні зворотні напруги в декілька десятків вольт. Основні різновидності імпульсних діодів: імпульсні діоди з мікро сплавним переходом; меза-діоди; кремнієві планарні діоди; діоди Шоткі. Імпульсні діоди з мікро сплавним переходом Переходи імпульсних діодів отримують шляхом вплавлення тонкого мм алюмінієвого провідника в монокристалічну пластинку кремнію n-типу. Вплавлення відбувається при нижчій ніж при виготовленні сплавних n-p переходів температурі. Для зменшення часу відновлення зворотного опору до рівня нс застосовується термогартування, що дозволяє в разів зменшити час життя незрівноважених носіїв заряду, а також легування напівпровідника золотом. Крім того при легуванні золотом в декілька разів зменшується зворотний струм. Хороші імпульсні властивості ( нс, декілька пФ) мають імпульсні діоди, які отримують шляхом мікровплавлення в германієву пластину n-типу тонкого золотого провідника (діоди із золотою зв’язкою). Вплавлення здійснюється шляхом подання коротких імпульсів струму. При охолодженні утворюється рекресталізований шар германію р- типу і n-р перехід з властивостями сплавного переходу малої площі. Для зменшення опору рекристалізованого шару в золото додають галій. Меза-діоди Швидкодіючі імпульсні меза-діоди отримують дифузійним методом. В якості вихідного матеріалу переважно використовують германій p-типу, а дифузантом є стибій ( Sb ). Для зниження часу життя незрівноважених носіїв заряду в германій вводять атоми золота, що дозволяє збільшити концентрацію центрів рекомбінації. Спочатку на пластині основного напівпровідника створюють дифузійним методом шар з іншим типом електропровідності. Потім ця пластина покривається спеціальною маскою і підлягає наступному травленню. При цьому зтравлюються всі дифузій шари незахищеної частини поверхні кристалу. В захищених місцях залишаються переходи, які виступають на поверхнею пластину у вигляді «столиків». До області n і p типів приварюють виводи. Особливість полягає в зменшенні базової області і зменшення часу нагромадження і розсмоктування носіїв заряду в базовій області діода. Зарядна ємність такого переходу нижча, а напруга пробою вища ніж напруга пробою сплавного переходу. Меза-діоди мають високу швидкодію і малий час відновлення зворотного опору <10 нс. Зворотна напруга складає десятки вольт.
Рис.2. Будова меза-діода: 1. – шар напівпровідника p-типу; 2 – ділянка, яка усувається травленням; 3 – шар напівпровідника n- типу; 4 – вивід від ділянки n- типу; 5 – n-p-перехід. Діди Шоткі Це імпульсні діоди в яких використовується випрямляючі властивості на переході метал-напівпровідник. Якщо в місці контакту робота виходу електронів з напівпровідника менша від роботи виходу електронів в металі, то електрони з напівпровідника – типу будуть переходити з напівпровідника в метал і в приграничній області утвориться зона збіднена основними носіями заряду і тому вона буде мати великий електричний опір. Такий перехід має випрямляючі властивості. В таких діодах відсутній процес інжекції при прямому ввімкненні і як наслідок відсутній процес нагромадження і розсмоктування зарядів. Інерційність діодів Шоткі зумовлена тільки впливом бар’єрної ємності. Основні електричні параметри діодів Шоткі: ГГц. При малих струмах в широкому діапазоні струмів (10-12 – 10-4 ) А в діодах Шоткі зберігається експоненціальна залежність між прямим струмом і прямою напругою. В якості металу застосовують: молібден, ніхром , золото і платину.
Рис.3. Діоди Шоткі: а) структура; б) позиційне позначення Імпульсні планарно-епітаксіальні діоди Планарно-епітаксіальна технологія полягає в дифузії домішок через отвір в захисному шарі, який нанесений на поверхню напівпровідника. Структура планарно-епітаксіального імпульсного діода наведена на рис. Вихідним матеріалом є пластина кремнію n+-типу з дуже високою питомою електропровідністю, яку легують золотом. На одній з граней пластини нарощують тонкий шар кремнію того ж n-типу провідності тієї ж структури товщиною декілька мікрон, але з більшим питомим опором, , що дозволяє отримати більш високе значення зворотної напруги. Потім на поверхню наносять оксидну плівку SiO2 товщиною (0,5-1,0) мкм. Після цього в оксидній плівці витравлюють отвори діаметром (50-200) мкм і переходять до високотемпературної дифузії ( дифузант бор або алюміній) і формують шар напівпровідника р-типу і р-перехід. Поверхню покривають шаром низькотемпературного скла. Планарні імпульсні діоди мають такі електричні параметри: