CS246305B1 - Sposob výroby viackomponentných polovodičových materiálov pre senzory fyzikálnych a chemických veličin - Google Patents

Description

2 4 6 3 O S

Vynález sa týká s-posobu výroby viackom-ponentných polovodičových materiálov ty-pu A" BVI, A111 Bv a dalších vhodných pře ichpoužitie ako senzorov fyzikálnych a che-mických veličin.

Doteraz sa vo funkcii polovodičových sen-zorov fyzikálnych a chemických veličin da-jú použit prakticky všetky elektronické prv-ky, ako sú diody, tranzistory, odpory, kon-denzátory, varaktory, termistory, integrova-né obvody a pod. Ich charakteristickou čr-tou je, že sú připravované z polovodičovýchmonokryštálov, ako východiskových mate-riálov a v případe ich přípravy vo formětenkových vrstiev nanášených na podložkysa aplikujú vákuové, alebo chemické metó-dy nanášania. Z vákuových metod přípra-vy tenkých vrstiev využitelných vo- funkciisenzorov fyzikálnych a chemických veličinje najrozšírenejšia metóda vákuového nap-a-rovania, katodového, vysokofrekvenčného,alebo magnetrónového naprašovania. Z che-mických metod sa najčastejšie na přípravuuvedených senzorov používá metóda elek-trolytického nanášania, metóda epitaxnéhorastu z kvapalnej, alebo plynnej fázy, vyža-dujúca monokryštalické materiály ako pod-ložky. Ďalej sú to metody termického roz-kladu různých chemických zlúčenín a tiežmetody využívajúce kombináciu chemickýcha fyzikálnych procesov, ako je napr. che-mický rozklad, alebo syntéza látok vo vá-kuu iniciovaná elektromagnetickým polomvysokofrekvenčnej, alebo mikrovlnnej ob-lasti. Spoločným nedostatkoím výroby sen-zorov fyzikálnych a chemických veličin u-vedenými metodami je ich náročnost, ná-kladnost dlh-odobo-sť přípravy, zvýšené po-žiadavky na čistotu vstupných materiálov,chemikálií, plynných a tekutých médií, akoaj potřeba dostatečného teplotného spraco-vania v priebehu jednotlivých technologic-kých o-perácií s cielom optimalizovat poža-dovánu štruktúru a fyzikálně parametre.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere od-straňuje spósob výroby viackomponentnýchpolovodičových materiálov pře senzory fy-zikálnych a. chemických veličin pódia vyná-lezu, ktorého podstata spočívá v tom, žeroztavená tavenina viackomponentných po-lovodičových materiálov, výhodné typuA" BVI a A111 Bv sa leje a/alebo vytláča napovrch rotujúceho valca v inertnej atmo-sféře, vo vákuu a/aleboi na vzduchu pri at-mosférickém tlaku.

Roztavená tavenina viackomponentnýchpolovodičových materiálov sa leje a/alebovytláča na vnútornú stenu rotujúceho val-ca. Roztavená tavenina viackomponentnýchpolovodičových materiálov sa leje a/alebovytláča medzi dva válce, z ktorých aspoňjeden rotuje. Teplota rotujúceho valca jenižšia než teplota taveniny. Roztavená ta-venina atomárnych a viackomonentných po-lovodičových materiálov sa leje a/alebo vy-tláča aspoň z jednej piecky. Roztavená ta-venina atomárnych a viackomponentných polovodičových materiálov sa leje a/alebovytláča z piecky opatrenej aspoň jednýmotvorom. Zloženie viackomponentných polo-vodičových materiálov je stechiometrické.Zloženie viackomponentných polovodičovýchmateriálov je rozdielne od stechiometrické-ho. Viackom-ponentné polovodičové mate-riály obsahujú aspoň stopové množstvo' prv-kov, výhodné piatej skupiny Mendelejovejsústavy prvkov. Výhodou sposobu výroby viackomponent-ných polovodičových materiálov pódia vy-nálezu a ich následného použitia na přípra-vu senzorov fyzikálnych a chemických ve-ličin je, že ich priamo získáváme vo forměsamonosných vlákien, pások, fólií, alebovrstvových štruktúr odpovedajúcich stechio-metrickému zloženiu, ak je východzia tave-nina tiež v stechiometrickom zložení, pri-čoím majú polovodičové vlastnosti odpove-dajúce momokryštalickým materiálom. Ďal-šo-u přednostou je jednoduchost a podstat-né skrátenie času pri ich přípravě, zníženienákladov a vo vačšine prípadov- odstráne-nie nutnosti dodatočného tepelného spra-covania.

Na pripojenom výkrese, a to na obr. 1,obr. 2 a obr. 3 sú schematicky znázorněnésposoby výroby viackomponentných polo-vodičov pre přípravu senzorov fyzikálnycha chemických veličin.

Podlá obr. 1 sa na povrch S rýchlo rotu-júceho valca RV, nachádzajúceho sa na tep-lotě To a otáčajúceho sa rýchlosťou v as-poň z jednej piecky Pb P2, P3 vyhriatej nateplotu Τχ, T2, T3 leje, alebo za m-iernebopredtlaku vytláča tavenina otvormi na dnepiecok, kto-rá vo smere A vystupuje vo- for-mě samonosného vlákna, pásky, fólie alebovrstvovej štruktúry. Pre teploty valca a pie-cok platí, že To < Tt; To « T2, To <ž T3.

Pri usporiad-ainí podl-a obr. 2 sa roztave-ná tavenina viackomponentných polovodi-čových materiálov o teplote napr. T2 aspoňz jednej piecky leje, alebo vytláča medzidva proti sebe rýchlo otáčajúce sa válce na-chádzajúce sa na teplote To, pre ktoré pla-tí rovnaká .nerovnost, ako u obr. 1. Priusporiadaní po-dla obr. 3 sa roztavená ta-venina viackomponentných polovodičovýchmateriálov leje, alebo vytláča z piecok me-dzi dva rotujúce válce, ktoré sa nachádza-jú na rozdielnej teplote T01 a T02, pričompre nich platí Toi < T02. P-re teplotu piecok vo vzťahu k teplotámrotujúceho valca platia nerovnosti TOÍ « TltToi T2, Tqi T3, resp. Tq2 < Tj, T<,2 << T2,T02 < T3- Příklad

Do jednej z piecok napr. podlá obr. 1sa tavenina polovodičovej zlúčeniny napr.InSb v stechiometrickom pomere jej zložiekzahřeje na bod topenia. Na rýchlo' rotujú-ci válec .nachádzajúci sa na teplote 300 K,

Claims (9)

1. 6 .2 4 6 3 O 5 S príp. nižšej sa naleje alebo za mierneho pře-tlaku vytlačí roztavená tavenina In + Sb. Po jej doipade na povrch rotujúceho val-ca sa tavenina dostává z fázy tekutej do fá-zy tuhej a vystupuje už v závislosti od ot-voru v piecke a profilu na rotujúcom válciv tvare vlákna, pásky, fólie alebo- vrstvovejštruktúry. Takto připravené polovodičovépásky, napr. In Sb sa raóžu použit na sen-zory citlivé na magnetické pole s vlastnosía- mi zhodnými ako keby bolí připravené zmonokryštalického materiálu. Vynález může nájsť široké p-riemyselnévyužitie najma pri výrobě senzorov fyzikál-nych a chemických veličin v elektromike,mikroelektronike, optoelektronike, autorna-tizácli, kybernetizácii a robotizácii ako sen-zorov magnetického polá tlaku, teploty,vlhkosti, optoelektronických senzorov apod. PREDMET

   1. Sposob výroby viackomponentných po-lovodičových materiálov pře senzory fyzi-kálnych a chemických veličin, vyznačujúcisa tým, že roztavená tavenina viackompo-nentných polovodičových materiálov výhod-né typu A11 BVI a A111 Bv sa leje a/alebo vy-tláča na povrch rotujúceho valca v inertnejatmosféře, vo vákuu a/alebo na vzduchu priatmosferickom tlaku.
2. 2. Sposob výroby podlá bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že roztavená tavenina viackom-ponentných polovodičových materiálov saleje a/alebo vytláča na vnútornú stenu ro-tujúceho valca.
3. 3. Sposob výroby podlá bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že roztavená tavenina viackom-ponentných polovodičových materiálov saleje a/alebo vytláča medzi dva válce, z kto-rých aspoň jeden rotuje.
4. 4. Sposob výroby podlá bodov 1, 2 a 3,vyznačujúci sa tým, že teplota, rotujúcehovalca je nižšia než teplota taveniny.
5. 5. Sposob výroby podlá bodov 1 až 4, vy- VYNALEZU značujúci sa tým, že sa roztavená taveninaatomárnych a viackomponentných polovo-dičových materiálov leje a/alebo vytláčaaspoň z jednej piecky.
6. 6. Sposob výroby podlá bodu 1 až 5, vy-značujúci sa tým, že sa roztavená taveninaatomárnych a viackomponentných polovo-dičových materiálov leje a/alebo vytláča zpiecky opatrenej aspoň jedným otvorom.
7. 7. Sposob výroby podlá bodov 1 až 6, vy-značujúci sa tým, že zloženie viackompo-nentných polovodičových materiálov je ste-chiometrické.
8. 8. Sposob výroby podlá bodov 1 až 6, vy-značujúci sa tým., že zloženie viackompo-nentných polovodičových materiálov je roz-dielne od stechiometrického.
9. 9. Sposob výroby podlá bodov- 1 až 8, vy-značujúci sa tým, že viackomponentně po-lovodičové materiály, obsahujú aspoň sto-pové množstvo prvkov, výhodné piatej sku-piny Mendelejovej sústavy prvkov. 1 list výkresov