在一塊半導體材料中,如果N341256SJ-12一部分是n型區(qū),另一部分是p型區(qū),在兩者的交界面處就形成pn結。制備pn結一般有擴散、離子注入和外延生長等方法。在傳統(tǒng)的Si半導體工藝中,通常是在n型(或p型)Si晶體表面以擴散或離子注入的方法摻入p型(或n型)雜質原子,使原⒐晶體不同區(qū)域由單―導電類型變?yōu)閚型和p型導電兩種類型,在n型和p型導電區(qū)的界面處形成si晶體的pn結。

   擴散法制備pn結是利用擴散爐。源有固態(tài)也有氣態(tài),如si半導體材料中的n型雜質來源:As203、AsH3和PH3等;p型雜質來源:Bα3和B2H6等。擴散工藝中晶片置于加熱的高溫爐管中,雜質氣體處于流動狀態(tài),摻雜原子的濃度及分布通過溫度、時間、氣體流量控制。熱擴散的雜質濃度分布從表面到體內單調下降。

   離子注入法制備pn結是利用離子注入機。離子注入I藝中首先需要將摻雜雜質,如磷、砷或硼等的氣態(tài)物質導入電弧室放電離化,帶電離子經電場加速注入到半導體材料表面,離子注入的雜質濃度分布一般呈現為高斯分布,并且濃度最高處不是在表面,而是在表面

以內的一定深度處,雜質濃度的分布主要取決于離子質量和注入能量。離子注入的雜質不經過處理一般處于電惰性狀態(tài),且離子注入過程會造成對原晶體材料的晶格損傷,所以要 接近的結晶學取向的薄膜單晶的半導體工藝。主要有液相外延、氣相外延、金屬有機化學氣相沉積、分子束外延等。外延生長可以方便地形成不同導電類型的高質量單晶薄膜,且摻雜濃度和厚度可精確控制,界面陡峭變化。這種方法可實現各種復雜設計要求的pll結。當p型半導體和n型半導體結合在一起時,由于p型區(qū)內空穴很多電子很少,而n型區(qū)內電子很多而空穴很少,在它們的交界面處就出現了空穴和電子的濃度差異。在載流子濃度梯度驅動下,空穴和電子分別從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)擴散,即一些空穴從p型區(qū)向n型區(qū)擴散,而一些電子從n型區(qū)向p型區(qū)擴散。它們擴散的結果就使p型區(qū)一側失去空穴,留下不可移動的帶負電的電離受主,n區(qū)一側失去電子,留下不可移動的帶正電的電離施主。載流子的轉移破壞了p型半導體和n型半導體原來各自的電中性,形成了界面處p型半導體一側電離受主構成的負電荷區(qū)和n型半導體一側電離施主構成的正電荷區(qū),通常以上電離受主和電離施主所帶電荷稱為空間電荷,所在區(qū)域稱為空間電荷區(qū)。