Файл: Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf

ee . _ ÜO о

н ан асъ

9

Q

Монокристаллические германиевые дендритные тер­ морезисторы [Л. 133] изготовляются из германиевой ден­ дритной ленты, получаемой из переохлажденного рас­ плава германия. Дендритные ленты в основном имеют толщину 0,2 и 0,3 мм и режутся на полоски чаще всего шириной 1 (и менее) и длиной 5 и 10 мм.

Следует отметить технологию изготовления монокри­ сталлов по методу газотранспортных реакций [Л. 51, 52, 132]. Согласно этой технологии нитевидные игольча­ тые монокристаллы германия и кремния выращивались в закрытой кварцевой ампуле, имевшей перетяжку, ко­ торая делила ампулу на две неодинаковые части: боль­ шая часть ампулы составляла зону растворения, мень­ шая— зону кристаллизации. Длина ампулы не превы­ шала 170, а диаметр 22 мм. В более вместительную часть ампулы помещалась навеска исходного кремния пли германия, туда вводилась навеска компонента-рас­ творителя, в качестве которого применялся чистый бром в твердом состоянии либо бром с добавкой йода. Загруженная ампула опускалась в жидкий азот, присое­ динялась к вакуумной установке и после откачивания до давления ІО-5 мм рт. ст. под вакуумом запаивалась. Затем запаянная ампула помещалась в печь с таким расчетом, чтобы конец ампулы с исходными навесками оказался при температуре 1 423—1 473°К, а зона кри­ сталлизации— при 1 173— 1 273°К.

Давление паров растворителя во всех опытах пе превышало 5 ат. В горячей зоне ампулы протекают эндотермические реакции с положительными значения­ ми энтальпии, а в холодной ее зоне — экзотермические реакции.

При вскрытии охлажденной ампулы в холодном кон­ це были обнаружены кристаллы двух разновидностей, полученные из исходных веществ. Часть ампулы за пе­ ретяжкой оказывалась целиком заполненной выросшими нитями и иглами. Максимальная длина этих нитей и игл, как правило, составляла более 30 мм, а толщина — от долей до сотен микрон.

Описанная технология выращивания монокристаллов германия и кремния позволяла получать кристаллы нужного типа проводимости и удельного сопротивления, что достигалось легированием монокристаллов в про­

12

рой менялось от долей до десятков миллиграммов, в зависимости от того, с каким удельным сопротивлени­ ем нужно получить монокристаллы.

Выращивание монокристаллов из антимоннда алю­ миния производилось аналогично.

Преимущества монокристаллов, полученных кристал­ лизацией из газовой фазы с помощью компонента-рас­ творителя, сводятся к следующему: они могут быть бо­ лее высокой чистоты, -чем исходный материал, иметь различную длину и диаметр; получаются в виде пра­ вильных шестигранников, которые обладают зеркальной поверхностью, не нуждающейся в дополнительной меха­ нической обработке.

Для монокристаллических терморезисторов очень важно создать надежные контакты. Один из способов присоединения контактных выводов — вплавление воль­ фрамо-никелевых контактов в карбид кремния при ва­ кууме около 5 - ІО-4 мм рт. ст. Образующаяся в резуль­ тате вплавления поверхностно-проводящая пленка стравливается в перекиси натрия. Предусматривается защита контактов от окружающей атмосферы при высо­ ких температурах серебрением, а также подсоединение выводных платиновых проводников к контактам с помо­ щью серебра или медно-серебряного припоя.

Другим перспективным способом является изготовле­ ние омических контактов на кремнии — термодиффузи­ онной сваркой в вакууме.

Необходимо отметить, что качество изготовления омических контактов во многом определяет работоспо­ собность терморезисторов. Поскольку омический контакт является композицией по крайней мере двух различных материалов, то основное внимание при его создании приходится уделять вопросу согласования температур­ ных коэффициентов линейного расширения рабочего тела и электродного сплава, т. е. получению контакта, свободного от механических напряжений, которые сни­ жают надежность, ухудшают электрические характери­ стики и уменьшают предельные допустимые дефор­

Тдоп будет определяться материалом, допустимая темпе­

13