N+の+はどういう意味（半導体、トランジスタ関連です）

Question

トランジスタの構造図などを見ると、よくN+だとかP+だとか書いてありますが（+は上付きの小文字です）、この+にはどういった意味があるのでしょうか？
つかない場合との意味の違いはなんですか？

連続の投稿で申し訳ございませんが、よろしくお願いします。

dasher · Accepted Answer

「n+」は「ｎと性質が違う」という意味です。
+が書かれてない領域にも濃度差は大きくあるのですが、
ある濃度を越すと、性質が違うものに変質するんですね。
変質した部分を＋で表してるんです。

ICの不純物濃度は多様で＋記号だけでは表しきれません。
＋は、性質が違うという意味に用いられています。


>#6
そんな大文字小文字にこだわったドキュメントはあまり見ないけど、工場の社内規則かな。
一般にどんな使われかたをしてるか、無作為に検索した結果を示します。

http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/design_center/articles/IGBTs/igbts.shtm

http://www.power-tech.com/cartext.htm

参考URL：http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/design_center/articles/IGBTs/igbts.shtm,http://www.power-tech.com/cartext.htm

sanori · Answer

実用的には、N+ P+ n- p- の４つを覚えておけばよいと思います。
（なぜか、＋／－と大文字／小文字が連動していますが、習慣がそんなもんだと思ってください。）

N+ は、Ｎ型不純物濃度の高いＮ型
　　　　　→Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン

P+ は、Ｐ型不純物濃度の高いＰ型
　　　　　→Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン

n- は、Ｎ型不純物濃度の薄いＮ型
　　　　　→Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのＮウェル

p- は、Ｐ型不純物濃度の薄いＰ型
　　　　　→Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのＰウェル

濃度の値は、おおむね、
N+,P+ が、面積１cm^2当たり1E15程度の原子個数以上の不純物（ヒ素／ホウ素）を0.1μｍ～１μｍ程度の薄さの中に押し込めたもの、
n-,p- が、面積１cm^2当たり1E14程度の原子個数以下の不純物（リンかヒ素／ホウ素）を１μｍ程度以上の厚さに拡散させたもの
です。


濃度が高い・薄いには、物理的な意味もあるのですが、一番頭の中で理解しやすい、一つ目のことがあります。

シリコン基板全体、あるいは、表面からある程度深い深さまでの領域をＰ型にしたくて、かつ、ごく表面の０．５μｍだけをＮ型にしたいときは、どうしますか？

このとき、いちばん簡単な方法は、予め薄い濃度のＰ型をシリコン基板全体あるいは表面からある程度深い深さまで作っておきます。しかる後に濃い濃度のＮ型不純物をごく表面に打ち込めば、ごく表面にあった薄いＰ型は濃いＮ型に打ち消されて、完全にＮ型になってしまいます。

（他の事に例えれば、薄いアルカリ溶液に濃い酸を加えれば、アルカリが打ち消されて、完全に酸になってしまうのと同じようなことです）

このように、ＮＰの濃度の差を桁違いに付けることが、ＰＮ接合をつくる、最も簡単な方法なのです。
だから、N+ P+ n- p- という４種があるのです。


なお、N+ドレインのすぐ横に小さいn-領域を作ったり、P+ドレインのすぐ横に小さいp-領域を作ったりする技術も、最近では広く用いられています。これらは、トランジスタの電圧耐性や寿命をアップさせる技術です。

dasher · Answer

>#2単に「通常のNやPよりも多い」のではなく、
n+,p+と書かれてある領域とは、不純物準位が広がってフェルミ準位がn形では伝導帯中、p形では価電子帯中に位置してる（キャリアが縮退した）領域である、という意味です。それがトンネル効果を生じます。
さらにn++,p++も使われます。

Teleskope · Answer

不純物の濃度が高い領域を意味してます。
　例えばトランジスタのエミッタ領域；エミッタ（放出するもの）の文字どおりキャリアを豊富に出すためのn+。
　もう一つ代表的なのは電極を付けるための高濃度領域；電極金属と半導体の接合は一種のダイオードになり得るが、高濃度で空乏層が極めて薄ければトンネル電流が通って 整流作用の方は無視できる。　配線の金属が電極にも使えたりして製造の工数が減る長所があります。

zaki_shin · Answer

多分、#2の方の回答であっていると思います。
PNPやNPNのトランジスタで、Ｐ同士、Ｎ同士のドナー濃度を同じにすると、極性がなくなってしまうため、
片側の濃度を大きくして、ＰＮ接合の拡散電位に差をつけているのだと思います。ちなみに、N+,P+側が、エネルギーが低くなるため、コレクタ側になっていると思います。

foobar · Answer

半導体中に入れた不純物の量が、通常のNやPよりも多い　ということではないかと。

zash · Answer

もし質問の答えになっていなかったらごめんなさい。

多分トランジスタの極性を表しているのだと思います。
N+がNPN型トランジスタ、P+がPNP型ではないかと思います。

N+の+はどういう意味（半導体、トランジスタ関連です）

「n+」は「ｎと性質が違う」という意味です。

実用的には、N+ P+ n- p- の４つを覚えておけばよいと思います。

>#2単に「通常のNやPよりも多い」のではなく、

多分、#2の方の回答であっていると思います。

半導体中に入れた不純物の量が、通常のNやPよりも多い ということではないかと。

もし質問の答えになっていなかったらごめんなさい。

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