정류기 다이오드는 전자 장치 분야의 기본 구성 요소이며, 교대 전류 (AC)를 직류 (DC)로 변환하는 데 중요한 역할을합니다. 전용 정류기 다이오드 공급 업체로서, 이러한 필수 장치가 어떻게 제조되는지에 대한 복잡한 프로세스를 안내하게되어 기쁩니다.
반도체 재료부터 시작합니다
정류기 다이오드 제조의 여정은 적합한 반도체 재료의 선택으로 시작됩니다. 실리콘은 우수한 전기 특성, 안정성 및 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 사용 된 실리콘은 순도가 매우 높으며 종종 순도 수준은 99.9999% 이상입니다. 이 높은 순도 실리콘은 일반적으로 Siemens 프로세스라는 프로세스를 통해 생산됩니다. 이 과정에서, 트리클로로 실란 가스는 화학 기상 증착 반응기에서 고온에서 수소와 반응한다. 실리콘 원자는 높은 순도 실리콘의 얇은 막대에 침착되어 점차 큰 다결정 실리콘 잉곳으로 자랍니다.
단일 - 결정 성장
다결정 실리콘이 얻어지면 단일 결정 구조로 변환해야합니다. Czochralski 방법은이 목적을 위해 널리 사용됩니다. 이 과정에서, 작은 종자 실리콘 결정은 용융 실리콘으로 채워진 도가니에 담그다. 도가니는 실리콘의 용융점 인 약 1414 ℃로 가열된다. 종자 결정이 회전하는 동안 천천히 위로 당겨지면서 용융 실리콘은 씨앗 주위를 굳히고 큰 단일 결정 실리콘 잉곳으로 자랍니다. 이 단일 - 결정 구조는 정류기 다이오드의 적절한 기능에 필수적이며, 전자 흐름에 대한 균일 한 격자 구조를 제공하기 때문입니다.
웨이퍼 슬라이스
싱글 - 크리스탈 실리콘 잉곳이 자란 후에는 다이아몬드에 따른 톱을 사용하여 얇은 웨이퍼로 얇게 썬다. 이 웨이퍼는 일반적으로 약 0.2 ~ 1 밀리미터 두께입니다. 슬라이싱 프로세스는 웨이퍼가 평평하고 균일 한 두께를 갖도록하기 위해 극도의 정밀도가 필요합니다. 일단 얇게 썰어지면, 웨이퍼는 슬라이싱 공정 동안 발생하는 표면 손상을 제거하기 위해 연마됩니다. 이로 인해 다음 제조 단계를위한 준비가 된 부드럽고 거울과 같은 표면이 부드럽습니다.
도핑
도핑은 정류기 다이오드 제조의 중요한 단계입니다. 도핑에는 실리콘 웨이퍼에 불순물이 도입되어 전기 특성을 변경하는 것이 포함됩니다. 도핑에는 두 가지 유형이 있습니다 : n- 유형 및 p- 타입. N- 타입 도핑의 경우 인과 같은 요소가 실리콘에 도입됩니다. 인은 5 개의 원자가 전자를 가지며, 격자에서 실리콘 원자를 대체 할 때 전자 중 하나가 자유롭게 움직일 수있어 과량의 음전하 캐리어 (전자)를 생성합니다. P- 타입 도핑의 경우 붕소와 같은 요소가 사용됩니다. 붕소에는 3 개의 원자가 전자가 있으며 실리콘 원자를 대체 할 때 격자에 "구멍"을 생성하여 양전하 캐리어 역할을합니다.
정류기 다이오드를 생성하기 위해 AP -N 접합은 동일한 실리콘 웨이퍼에서 AP 유형 영역 및 N- 타입 영역을 생성하여 형성됩니다. 이것은 이온 이식 또는 확산이라는 과정을 통해 달성 될 수 있습니다. 이온 임플란트에서, 도펀트 요소의 이온이 가속되어 실리콘 웨이퍼의 표면에 향했다. 이온의 에너지는 실리콘 격자에 침투하여 결정 구조에 통합 될 수있게한다. 반면에 확산은 도펀트 가스가있는 상태에서 실리콘 웨이퍼를 가열하는 것을 포함한다. 도펀트 원자는 고온에서 실리콘 격자로 확산됩니다.
산화 및 포토 리소그래피
도핑 후, 산화물 층은 열 산화라는 공정을 통해 실리콘 웨이퍼의 표면에서 성장된다. 이 산화 층은 보호 층으로서 작용하고 후속 처리 단계를위한 마스크 역할을한다. 그런 다음 포토 리소그래피는 산화물 층을 패턴하는 데 사용됩니다. Photoresist라는 감광성 물질은 산화물 층에 적용됩니다. 다이오드에 대한 원하는 패턴을 포함하는 포토 마스크는 광로 위에 배치됩니다. 그런 다음 자외선을 광고 마스크를 통해 빛나게하여 패턴이 형성 될 영역에서 포토 라스트를 노출시킵니다. 노출 된 포토 레지스트는 (양성 광자 주의자의 경우) 제거되거나 남은 뒤에 (음성 포토 레지스트의 경우) 산화물 층에 패턴을 남깁니다.
에칭
포토 레지스트가 패턴 화되면, 산화물 층은 화학적 식기를 사용하여 에칭된다. 에센트는 산화물 층의 노출 된 영역을 제거하여 기본 실리콘을 노출시킵니다. 이를 통해 금속 증착 및 특정 영역에서의 추가 도핑과 같은 추가 처리 단계가 가능합니다. 에칭 후, 나머지 포토 레지스트가 제거되어 실리콘 웨이퍼의 패턴 화 된 산화물 층 뒤에 남겨진다.
금속 증착
정류기 다이오드를 외부 회로에 연결하려면 금속 접점이 필수적입니다. 금속 증착은 이러한 접점을 만드는 데 사용됩니다. 접점에 사용되는 일반적인 금속에는 알루미늄과 금이 포함됩니다. 물리 증기 증착 (PVD) 또는 화학 증기 증착 (CVD) 기술을 사용하여 금속을 실리콘 웨이퍼에 증착합니다. PVD에서, 금속은 증발 될 때까지 진공 챔버에서 가열되고, 증기는 웨이퍼 표면에서 응축된다. CVD에서, 화학 반응은 기체 전구체로부터 금속을 증착하는데 사용된다. 금속은 p -n 접합부와 외부 연결이 이루어질 영역에 해당하는 패턴으로 증착됩니다.
포장
개별 다이오드가 실리콘 웨이퍼에 제조 된 후, 웨이퍼는 개별 칩에 흡착된다. 그런 다음 각 칩은 수분, 먼지 및 기계적 스트레스와 같은 환경 적 요인으로부터 보호하기 위해 포장됩니다. 정류기 다이오드에 사용할 수있는 여러 유형의 패키지가 있습니다. 홀 패키지에는 인쇄 회로 보드 (PCB)의 구멍에 삽입되어 반대편에 납땜 된 리드가 있습니다. 반면에 표면 - 마운트 패키지는 솔더 페이스트를 사용하여 PCB 표면에 직접 장착됩니다.
테스트
정류기 다이오드를 고객에게 배송하기 전에 품질과 성능을 보장하기 위해 엄격한 테스트를 거쳤습니다. 순방향 전압 강하 측정, 역 누출 전류 측정 및 파괴 전압 측정을 포함한 다양한 전기 테스트가 수행됩니다. 지정된 성능 기준을 충족하지 않는 다이오드는 거부됩니다.
다른 유형의 정류기 다이오드
정류기 다이오드 공급 업체로서, 우리는 다양한 응용 프로그램 요구 사항을 충족하기 위해 광범위한 정류기 다이오드를 제공합니다. 높은 전원 응용 프로그램의 경우고전력 정류기 다이오드사용 가능합니다. 이 다이오드는 큰 전류와 고전압을 처리하도록 설계되어 전원 공급 장치, 모터 드라이브 및 기타 고전력 전자 시스템에 적합합니다.
저전압 정류기 다이오드낮은 전방 전압 강하가 필요한 응용 분야에서 사용됩니다. 이 다이오드는 종종 배터리 구동 장치 및 저전압 전원 공급 장치에 사용되어 전력 손실을 최소화합니다.
Schottky 정류기 다이오드고유 한 금속 - 반도체 접합부가있어 기존의 P -N 접합 다이오드에 비해 전방 전압 강하가 더 낮고 더 빠른 스위칭 속도가 발생합니다. 스위치 - 모드 전원 공급 장치 및 RF 회로와 같은 고주파 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
결론
정류기 다이오드의 제조 공정은 반도체 재료의 선택에서 최종 포장 및 테스트까지 여러 단계를 포함하는 복잡하고 정확한 프로세스입니다. 정류기 다이오드 공급 업체로서 우리는 고객의 다양한 요구를 충족시키는 고품질 다이오드를 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 전자 응용 프로그램에 정류기 다이오드가 필요한 경우 추가 토론을 위해 저희에게 연락하고 조달 협상을 시작하도록 초대합니다. 당사의 전문 지식과 제품 범위가 귀하의 요구 사항을 충족하고 프로젝트의 성공에 기여할 것이라고 확신합니다.
참조
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- Wolf, S., & Tauber, RN (1986). VLSI 시대에 대한 실리콘 처리, 1 권 : 프로세스 기술. 격자 프레스.
