Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 31. 1 september 1951 - Transistorn — kristalldetektorns redivivus, av Dick Lundqvist, Rolf Gezelius och Torkel Wallmark
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 september 1951
661
Tillverkning av halvledardioder
Kronologiskt sett står dioderna först i
utvecklingen. Vid dessa har huvuduppgiften varit
studiet och framställningen av ett lämpligt
halv-ledarmaterial2. När sedan trioderna blev aktuella
kunde de vunna erfarenheterna direkt tillämpas
på dem och i många fall har man i trioder
använt samma halvledarplattor som i dioder. Detta
gäller speciellt n-germanium.
I fig. 8 visas en vanlig halvledardiod, närmast
en germaniumdiod i keramikutförande.
Tillverkningsproblemen är praktiskt taget helt
koncentrerade till den lilla germaniumplattan som jämte
kontaktspetsen utgör det aktiva elementet i
konstruktionen.
Halvledarmaterialet i dioder bör, som ovan
nämnts, bestå av n-ledande germanium eller
p-ledande kisel. För att framställa n-germanium
utgår man från spektralrent germanium som
numera finns kommersiellt. Renheten hos
råmaterialet kontrolleras genom mätning av
resistivi-teten eller Hall-konstanten.
För att erhålla rätta halvledaregenskaper måste
det rena germaniet legeras, vanligen genom
tillsatser av element ur 5:e gruppen i periodiska
systemet, särskilt antimon, arsenik och kväve.
Vid legeringen smältes germaniet i vakuum med
tillsatsämnet. Kvävetillsats erhålles genom
lämpligt kvävgastryck i vakuumsystemet.
Tillsatshalten av de olika ämnena är av
storleksordningen 0,001 %. Vakuumsmältningen sker i små
charger för att garantera ett likformigt göt.
Faktorer som inverkar på legeringförloppet och den
färdiga halvledaren är bl.a. degelmaterial,
tids-temperaturförlopp och vakuum.
Efter nedkylningen sönderdelas göten till
plattor, vägande ca 5 mg och med en ändyta av någon
kvadratmillimeter. Plattorna lödes på metallstift,
varvid baskontakten göres spärrskiktfri.
Motsatta sidan på plattan poleras och etsas därefter
på kemisk eller elektrokemisk väg. Etsningen kan
synas ganska trivial men är dock en synnerligen
viktig operation för uppbyggnaden av ett
effektivt spärrskikt.
Kontaktspetsen utföres oftast av volframtråd.
För svetsade dioder användes även platina.
Svetsningen sker antingen mekaniskt eller
elektrolytiskt.
Själva monteringen av enheten, fig. 8, tillgår så,
att man först fixerar kontaktspetsen i röret och
därefter från andra sidan skjuter in stiftet med
halvledarplattan tills man får kontakt. Om man
samtidigt har en lämplig mätanordning
inkopplad över de båda uttagen, kan man direkt på en
oscillograf få fram den statiska karakteristiken.
Genom att jämka på spetsens läge och tryck får
man snart en acceptabel kurva.
Injusteringsförfarandet erinrar rätt mycket om sökandet efter
en känslig punkt vid de gamla
kristalldetekto-rerna.
Fig. 9. Priset
som funktion
av maximala [-backspänningen-]
{+backspänning-
en+} hos
halvledardioder.
Det beskrivna monteringsförfarandet används
numera mestadels endast vid försökstillverkning.
Vid massfabrikation, och särskilt när man har
jämn och god kvalitet på göten, för man in
stiftet med spetsen tills man just får kontakt med
halvledarplattan. Därefter trycker man in stiftet
ytterligare ett litet stycke, fäster det och får
därigenom ett ganska noggrant fixerat
kontakttryck. Denna inställning göres sålunda bara en
gång, och har man då inte träffat en känslig
punkt, kasseras dioden vid den senare
klass-ningen.
Om kontaktspetsen skall svetsas sker detta
genom kondensatorurladdning eller på annat
lämpligt sätt. Därvid får man som fig. 10 visar
en viss modifiering av karakteristiken. Genom
svetsningen ernås också bättre skaksäkerhet,
ibland ytterligare förbättrad med vaxfyllning.
Spridningen vid fabrikationen är stor och
därför brukar man tillverka alla enheterna på
samma sätt och sedan klassa dem och inrangera dem
under olika typnamn. Den vanligaste
klassnings-grunden är backspänningen vid en viss
läck-ström, vanligen ca 1 mA. Kurvan, fig. 9, över
sambandet mellan maximal backspänning och
pris torde något belysa fördelningen vid
tillverkningen.
Den ovan i stora drag beskrivna tillverkningen
är att anse som mycket svår och bjuder liksom
annan halvledarfabrikation, t.ex. av
selenlikrik-tarplattor, på en mängd finesser. Beklagligt nog
Fig. 10. Typiska karakteristiker för olika halvledardioder.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
