AT236533B - Schichtwiderstand, dessen Schicht aus Siliziumkarbid besteht - Google Patents
Schichtwiderstand, dessen Schicht aus Siliziumkarbid bestehtInfo
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Description
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Schichtwiderstand, dessen Schicht aus Siliziumkarbid besteht
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sichtlich eine bestimmte SiO-Schicht ausbildet, die vor rascher weiterer Oxydation schützt. Man erhitzt die Halbleiterschichtenbeispielsweise 4Stunden lang auf eine Temperatur von 9000C. Will man bei niedrigeren Temperaturen, z. B. 400 C, arbeiten, muss man eine Behandlungsdauer von 100 Stunden anwenden.
-Für die Verwendung als Thermistor ist ein nicht ausgelagerter Widerstand, der unter Luftabschluss bzw. in sauerstofffreieratmosphäre eingekapselt ist, oder ein ausgelagerter Widerstand, der aber aufgeheizt und nicht kurzgeschlossen wurde, vorzuziehen.
Durch Raumladungen in der Halbleiterschichte und Kontaktpolarisation kann ein ausgelagerter und somit weitgehend konstanter Widerstand, wenn er nach einer neuerlichen Erhitzung wieder abgekühlt wird, einen wesentlich höheren Widerstandswert zeigen, der jedoch wieder auf den ursprünglichen Wert fällt, wenn die beiden Kontakte an dem Halbleiter kurz geschlossen oder einem kurzen starken Wechselstromstoss (z. B. 1 sec 220 V-) ausgesetzt werden.
Die Zeichnung zeigt eine für die Herstellung der erfindungsgemässen Halbleiterschichten geeignete Apparatur. Ein Quarzglasrohr 1 ist auf der einen Seite mit einem Stopfen 2 verschlossen. An der andern Seite des Quarzrohres befindet sich ein Hahn 3, der über eine Leitung 4 zu einer Vakuumpumpe 12 führt. Der Stopfen 2 enthält ein Fenster 5 für die optische Temperaturmessung und ein Rohr 6 für die Zuführung der zu pyrolisierenden Dämpfe. Im Inneren des Quarzglasrohres 1 befindet sich ein feuerfestes Rohr 7. welches z. B. aus einer Mischung von Secarzement mit Schamotte hergestellt sein kann. In diesem feuerfesten Rohr 7 befindet sich ein Graphitrohr 8, welches durch Hochfrequenzinduktionsheizung mittels einer um das Quarzglasrohr 1 gelegten wassergekühlten Kupferspirale 9 aufgeheizt wird.
In dem Graphitrohr 8 ist ein gebogener dünner Wolframdraht 10 befestigt, der in das Innere des Graphitrohres ragt und dort das mit einer Halbleiterschicht zu versehende Röhrchen 11 trägt. Dieses Röhrchen wird nun einerseits durch das induktiv aufgeheizte Graphitrohr 8 von aussen, anderseits durch den gut wärmeleitenden Wolframdraht 10 auch von innen auf eine möglichst gleichmässige Temperatur gebracht.
Es ist ein Arbeiten in geschlossenem oder im offenen System möglich. Von einem geschlossenen Sy- stem kann man dann sprechen, wenn nach Evakuieren der Apparatur die Leitung 4 zur Vakuumpumpe 12 durch den Hahn 3 abgesperrt wird und aus dem Verdampfungsgefäss 13 Dämpfe der zu pyrolisierenden Verbindung 14 in das evakuierte Quarzglasrohr 1 eintreten, wobei der Druckabfall durch Einstellung der Temperatur, der das Verdampfungsgefäss 13 umgebenden Kühlmittelmischung 15 in einem Dewargefäss 16 eingestellt wird.
Von einem offenen System kann dann gesprochen werden, wenn bei fortlaufendem Arbeiten der Vakuumpumpe 12 Dämpfe der zu pyrolisierenden Verbindung 14 aus dem Verdampfungsgefäss 13 kontinuierlich durch das Quarzglasrohr 1 gesogen werden. Hiebei ist jedoch ein Konstanthalten der Temperatur nur sehr schwer zu gewährleisten.
Beispiel l : In die soeben beschriebene Apparatur wird ein Hartporzellanröhrchen, wie es z. B. für Thermoelementschutzrohre Verwendung findet, der Abmessungen 20 mm Länge, 3 mm Aussendurchmesser, 1 mm Innendurchmesser, eingesetzt. Bei einer Temperatur von 9100C und einem Vakuum von 2 mm Hg wird im geschlossenen System gearbeitet. Die Temperatur des Trimethylchlorsilans im Verdampfungsgefäss wird auf-35 C gehalten, wobei sich ein Druckabfall von 4 mm Hg ergibt. Die Dämpfe werden 30 sec einwirken gelassen. Nach dem Abkühlen und Anbringen von Goldkontakten ergibt sich ein Widerstand von 4 Meg Ohm/square.
Bei s pie I 2 : Bei 9800C Pyrolysetemperatur, ansonsten jedoch gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erwähnt, wurde eine Siliziumkarbidhalbleiterschicht mit einem Widerstandswert von 15 Kiloohm/square erzielt. Dieser Widerstand wurde 100 Stunden bei 4000C an Luft ausgelagert, wonach sich ein konstant bleibender Widerstandswert von 25 Kiloohm/square einstellte.
Beispiel 3 : Bei 1010 C und einem Vakuum von 2mm Hg wurde Trimethylchlorsilan aus dem Verdampfungsgefäss bei -350C und einem Druckabfall von 6 mm Hg, 30 sec lang auf ein Hartporzellanröhrchen, wie im Beispiel 1 erwähnt, im geschlossenen System einwirken gelassen. Es ergab sich nach Abkühlung ein Widerstand von 10, 8 Kiloohm/square.
Nach 4-stündiger Auslagerung bei 9000C an Luft ergab sich ein Widerstandswert von 19,5 Kiloohm/square. Nach einer Messreihe zur Ermittlung der Tem- peraturabhängigkeit des Widerstandes bis auf 700 C, wo der Widerstandswert 2, 48 Kiloohm/square betrug, ergab sich nach dem Abkühlen bei Raumtemperatur ein Widerstandswert von 365 Kiloohm/square, der durch mehrmaliges Kurzschliessen der Kontakte wieder auf 19, 5 Kiloohm/square zurückging.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE : 1. Schichtwiderstand, dessen Schicht aus Siliziumkarbid besteht, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerkörper Stoffe mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 3,5 bis 5, 5. 10-6/0C, z. B.Porzellan, Mullit oder Zirkonsilikat verwendet werden.2. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerkörper bei einem Druck zwischen 0,5-5 mm Hg und einer Temperatur zwischen 850-1100 C mit Dämpfen von Trimethylchlorsilan behandelt wird.3. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht zur Ausbildung einer Oxydschicht bis zur Erreichung einer Konstanz des Widerstandswertes erhitzt wird, beispielsweise 100 Stunden auf 4000C oder 4 Stunden auf 900 C.4. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand, wenn er durch Erhitzung und Wiederabkühlung auf einen höheren Widerstand gelangt ist, durch Kurzschliessen der Kontakte oder Anlegen eines kurzen Wechselstromstosses wieder auf seinen ursprünglichen Wert gebracht wird.
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