Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1962, H. 22 - Halvledarkomponenters teknologi, av Per Svedberg
<< 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.
|OTi
Fig. 1. Vertikal
flytzonsteknik’.
Fig. 2.
Zonrening med kall
härd’.
Halvledarkomponenters
teknologi
Kunskapen om halvledarnas fysik liar i dag
nått en sådan nivå, att man står på relativt
fast mark, när man skall konstruera de nya
halvledarkomponenter, som i en till synes
aldrig sinande ström ser dagens ljus. Man stöter
dock naturligtvis på olika teknologiska
svårigheter, när det gäller att praktiskt realisera de
strukturer, som man önskar. Här skall bl.a.
sådana svårigheter belysas men framförallt
skall vissa allmänna teknologiska grunder för
framställningen av halvledarkomponenter, i
första hand dioder och transistorer, diskuteras.
Halvledarteknologin omfattar inte blott
framställning och hantering av själva
halvledarma-terialen utan också sätten att förse
halvledar-element med kontakter och skydda dem.
Utgångspunkten är dock givetvis
materialframställningen.
Materialframställning
Grunden för den enorma utvecklingen på
halv-ledarområdet efter andra världskriget var den
förbättring av framställningstekniken för
germanium och kisel, som ernåddes under kriget.
Tack vare att dessa ämnen kunde framställas
i dittills okänd renhetsgrad gavs tillfälle till det
grundläggande studium av halvledarfysiken,
som 1948 kröntes av transistorns upptäckt.
Sedan dess har utvecklingen som bekant gått
framåt i rask takt.
Renframställning och kristalldragning av
germanium och kisel sker i dag i stor industriell
skala och efter tämligen väl stabiliserade
linjer. Erfarenheterna från dessa ämnen har
också utnyttjats för framställning av andra
halv-ledarmaterial, t.ex. III—Y-föreningarna InSb,
GaAs och GaSb, vilka på senare år blivit
aktuella som material bl.a. till tunneldioder.
A A A , Smält zon
Vatten
CV.Y ’■ ••- ’’ ■"•••’
Vatten
SHverhärd ’
Z.
\
Kvartsrör
Civilingenjör Per Svedberg, Stockholm
621.382
Rening
För att germanium och kisel skall kunna
användas till transistorer och dioder måste de
renas till en föroreningskoncentration av ca
1013—1014 störatomer per cm3, vilket motsvarar
en störatom på 5 • 10°—5 • 108 moderatomer.
Kisel till partikeldetektorer bör t.o.m. vara 10—
100 gånger så rena. För att komma till sådana
renhetsgrader får man tillgripa både kemisk
och fysikalisk rening. I allmänhet renas först
materialet på olika kemiska sätt i form av
någon lämplig kemisk förening. Sålunda
destilleras vanlig kisel ett antal gånger i form av
kiseltetraklorid. Sedan reducerar man ut
ki-seln och kan slutligen rena den ytterligare
genom zonsmältning (Tekn. T. 1954 s. 375, 1013;
1955 s. 796, 1014; 1956 s. 591; 1958 s. 113).
Grundförutsättningen för zonsmältning är, att
föroreningar i ett ämne normalt anrikas i
smältan, när materialet delvis stelnar. Man kan
därför med vandrande smältzoner i ett långsträckt
göt anrika föroreningarna i dettas ena ända.
Zonreningstekniken kan utnyttjas för en rad
ämnen och enligt många olika metoder1. Den
tillämpas inte bara för rening av
halvledarma-terial utan även för framställning av mycket
rena metaller, som behövs t.ex. inom
atomenergiforskningen.
Speciella problem erbjuder ämnen, som vid
smältning är så reaktiva, att de reagerar med
alla tänkbara degelmaterial. Så är fallet för
bl.a. kisel. Har det ämne, som skall renas,
tillräckligt låg densitet, kan man emellertid rena
det med en vertikalt rörlig, flytande zon, fig. 1.
Den smälta zonen värms i allmänhet från en
högfrekvensslinga och hålls ihop av
ytspänningen. Nackdelen med flytzonreningen är, att
blott en zon i taget kan föras genom
materialet. Detta gör reningsprocessen tidsödande och
därmed dyrbar.
Vissa reaktiva ämnen kan renas vilande mot
ett kylt underlag utan att förorenas av detta.
Denna rening med kall härd ("cold hearth")
utförs i en långsmal skål av t.ex. silver, fig. 2.
Med en högfrekvensspole induceras ringformigt
en kraftig ström i silverhärden, som dock
hålles kall av kylvatten. Induktionsströmmarna
TEKNISK TIDSKRIFT 1962 H. 22 (JQ3
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
