肖特基二极管(Schottky Diode),也称肖特基势垒二极管,其内部结构相对独特,主要由以下部分组成:
肖特基二极管的内部结构示意图通常展示为一个五层器件,从下到上依次为:
N+阴极层:这是肖特基二极管的最底层,与阴极金属相连,用于减小阴极的接触电阻。
N型基片:位于N+阴极层之上,具有较小的通态电阻,是肖特基二极管中电子传输的主要通道。
N-外延层:这是N型基片之上的一层,掺杂浓度较低,通常使用砷等杂质进行掺杂。
肖特基势垒层:这是由金属与N-外延层紧密接触后形成的特殊区域。当金属与N型半导体接触时,由于两者的功函数不同,会在接触界面处形成电子势垒,即肖特基势垒。这个势垒阻碍了电子从半导体向金属的流动,同时也限制了反向电流的大小。
阳极金属:这是肖特基二极管的顶层,通常由金、银、铝、钼等贵金属制成。阳极金属与N-外延层之间通过肖特基势垒相连,形成二极管的整流结构。
通过调整结构参数,在N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。这是肖特基二极管工作的关键部分。
正向偏压:当在肖特基势垒两端加上正向偏压(阳极金属接电源正极,N型基片接电源负极)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小,二极管处于导通状态。
反向偏压:当在肖特基势垒两端加上反向偏压时,肖特基势垒层变宽,其内阻变大,二极管处于截止状态。
肖特基二极管主要有两种工艺结构:
点接触结构:用一根尖端细金属丝与半导体接触制成,通过机械接触或用放电工艺得到一个很小的合金结。
平面接触结构:具有更大的接触面积,通常用于需要更高电流容量的应用。
肖特基二极管具有正向导通压降小(约0.45V)、反向恢复时间短、开关损耗小等特点,是一种低功耗、超高速半导体器件。然而,其反向耐压值较低,反向漏电流较大,因此适用于低压、大电流、高频整流等场合。