Siliciumverarbeitung: Exkurs - Funktionsweise einer Diode

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Letzte vollständige inhaltliche Aktualisierung: April 2008

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Für das Verständnis der weiteren Fertigungsschritte sind Kenntnisse über den p-n-Übergang erforderlich. Dieses Kapitel soll kurz die Grundlagen umreißen.

Im Grenzbereich von aneinanderliegenden positiv- und negativ-dotierten Kristallen besetzen die freien Elektroden des n-dotierten Kristalls die Löcher im p-dotiertem Kristall. Dadurch gibt es im Übergangsbereich, der sogenannten Raumladungszone, keine freien Ladungsträger, sie wirkt als Isolator. Das Spannungsgefälle vom p- zum n-Bereich beträgt bei Silicium ungefähr 0,7 V. Durch das Anlegen einer positiven Spannung am n-Bereich und einer negativen am p-Bereich kann das Grenzgebiet weiter vergrößert werden, bei umgekehrt angelegter Spannung wird es kleiner, bis über das Grenzgebiet hinweg wieder Strom fließen kann.

P-n junction.svg

In der Anwendung in der Solarindustrie wird nun Spannung angelegt, so dass das Grenzgebiet weiter vergrößert wird. Eintreffende Sonnenstrahlen sorgen nun dafür, dass Elektronen genügend Energie bekommen, sich frei zu bewegen. Innerhalb der Raumladungszone wandern sie zur n-Dotierten Oberfläche, während das Loch zum p-Dotierten Rückseitenkontakt wandert. Wird nun der Stromkreis geschlossen, kann das Elektron wieder zu seinem Loch gelangen; es fließt Strom. Der Rückseitenkontakt[FN 1] verringert die Rekombination der Elektronen mit positive Löchern und erhöht somit den Wirkungsgrad der Solarzelle.

Zur Anwendung in der Halbleitertechnik sei lediglich erwähnt, dass hier unter Ausnutzung der unterschiedlich dotierten Schichten eine kleine Änderung der Spannung an einer Stelle eine große Änderung der Spannung an anderer Stelle zur Folge hat.

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Fußnoten[Bearbeiten]

  1. back surface field