27 листопада  2025 року відбулося чергове засідання наукового гуртка здобувачів вищої освіти “Актуальні проблеми електроніки та електроенергетики” кафедри гідротехнічного будівництва, водної та електричної інженерії факультету архітектури та будівництва. Відповідно до плану роботи, з доповіддю на тему «Вплив технологічних факторів на зворотні характеристика напівпровідникових діодів» виступив керівник наукового гуртка к.т.н., доцент Литвиненко В.М.

У своїй доповіді доповідач висвітлив наступні питання:

1.     Вплив поверхні p-n переходу на зворотні характеристики діода.
2.     Вплив структурних дефектів та неконтрольованих домішок  на рівень зворотного струму діода.

     1. Вплив поверхні p-n переходу на зворотні характеристики діода.

Якість роботи активних напівпровідникових структур, до яких відносяться діоди, транзистори, інтегральні схеми тощо, багато в чому залежать від стану їх поверхневого шару в області виходу на поверхню  р- n переходу. Такі важливі характеристики діодів і транзисторів як величина зворотного струму і пробивна напруга p - n переходу в великій мірі визначаються обробкою поверхні. Обробка поверхні напівпровідника є дуже важливою технологічною операцією в процесі виготовлення напівпровідникових приладів і схем. У зв'язку з розвитком мікро- і наноелектроніки відбувається зменшення розмірів елементів і габаритів приладів і збільшується відношення поверхні до об'єму і, отже, росте міра впливу поверхні.

Поверхня дуже сильно впливає на експлуатаційні характеристики напівпровідникових приладів: стабільність характеристик і, отже, вихід придатних приладів і їх надійність при експлуатації. З плином часу експлуатації починається деградація характеристик приладів, тобто вони змінюються, виходять за встановлені стандартом допуски, і прилад виходить з ладу. Зміна параметрів напівпровідникових приладів розпочинається з поверхні і пов'язана з процесами адсорбції-десорбції, дифузії і так далі. Тому в технології застосовуються спеціальні методи поверхневих обробок, спрямовані на поліпшення і збереження стану поверхні (пасивація поверхні шаром діелектрика, герметизація приладів тощо).

Незважаючи на значну кількість робіт по впливу стану поверхні структур напівпровідникових приладів на їх зворотні характеристики, питання контрольованого управління станом поверхні при виробництві багатьох видів напівпровідникових приладів вимагають подальшого розгляду.

     2. Вплив структурних дефектів та неконтрольованих домішок на рівень зворотного струму діода.

Усі дефекти кристалічної структури, що утворюються в кремнії, можна умовно розділити на дві групи: ростові і технологічно внесені.

Найбільш характерними дефектами росту для кремнію є двійники, дефекти упакування, ростові дислокації, точкові дефекти (вакансії й атоми в міжвузлях), а також різні скупчення  цих дефектів (кластери). До основних технологічно внесених дефектів варто віднести дислокації, що утворяться в процесі термічних операцій, окислювальні дефекти упакування, домішки важких металів і їх скупчення, а також преципітати кисню, що можуть утворюватися при термообробках кремнію.

Домішки тяжких металів вносять у заборонену зону кремнію глибокі рівні, що служать центрами рекомбінації і зменшують час життя неосновних носіїв заряду. У випадку розташування глибоких центрів в області просторового заряду, внаслідок теплової генерації носіїв струму цими центрами, підвищуються рівні зворотного струму р-n переходів. При наявності в кремнії дислокацій і дефектів упакування швидкодифундуючі домішки осаджуються на них з утворенням однорідних виділень металевої фази (преципітатів). Преципітати діелектричних матеріалів, таких як SiО₂, також як і металеві преципітати (Ni, Cu, Fe), погіршують зворотні характеристики р-n переходів. Для запобігання утворення структурних дефектів використовуються ріні методи гетерування - технологічний процес видалення і дезактивації дефектів.

У засіданні наукового гуртка та обговорені запропонованих питань прийняли активну участь здобувачі 1-4 курсів та магістри першого та другого року навчання, які навчаються за спеціальностями G3 Електрична інженерія та 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка.

Автор: Литвиненко В.М. (27.11.25 року)