SU581893A3 - Состав и способ изготовлени полупроводникового нагревательного элемента - Google Patents

Description

(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ности и примесей и способ его изготовлени , включающий нанесение состава на поверхность нагревател  и иоследуюшую термическую обработку 3. Недостатком известных составов дл  полупроводниковых нагревательных элементов  в;1 етс  их мала  устойчивость к электрически .м нагрузкам. Цель изобретени  - повышение термоста бильности нагревател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что смесь дополнительно содержит буфер; буфером  вл ютс  окиси, галогениды, металлоорганические соединени , карбиды и карбонаты, катион которых имеет ионный радиус на 20% меньше ионного радиуса катиона полулроводника; полупроводник электронного типа содержит буфер, валентность катиона которого ниже максимальной валентности катиона полупроводника на I-3 валентности; полупроводник дырочного типа содержит буфер, валентность катиона которого выше максимальной валентности катиона полуроводника на 1-3 валентности. Перед нанесением смеси на поверхность нагревател  ее подвергают активации путем последовательного плавлени  и быстрого охлаждени  с одновременным интенсивным дроблением . Катионы термоэлектрического буфера должны иметь близкие по размеру ионные радиусы , чтобы они могли взаимно замещатьс  в  чейках решетки, т. е. образовывать посто нный раствор, а в результате буферовать соето ние электропроводимости. Вследствие небольшого радиуса катиона тер.моэлектрического буфера, он не соответствует размерам структурной  чейки решетки, не укладываетс  в углах решетки, а занимает пространство в середине кристаллографической  чейки, в результате чего он действует в качестве примеси, уменьшающей работу выхода носителей тока, повыша  тем самым проводимость . При высокой температуре электрические услови  позвол ют ему зан ть место в освобожденных узлах рещетки, вследствие чего образуютс  носители тока, по своему типу противоположные основным показател м. Дальше наступает частична  рекомбинаци  и число носителей тока уменьшаетс , возвраща сь в исходное состо ние. Как сами примеси, так и буферные вещества только тогда про вл ют свое действие, если их ввод т путе.м смешивани  и совместного плавлени  или плавлени  и размельчени , а затем все вещество вновь подвергают нескольким подогревам до температуры, близкой те.мпературе плавлени  смеси, и интенсивному дроблению при одновременном быстром охлаждении . Тогда наступает равномерное и,активное раз.мещение при.месей буфера Б основной решетке базового материала. Из приготовленной таким образом смеси можно получить электропровод щие пленки с сопротивленим до 1 ом на квадратную единицу и нагрузку мощности свыще 20 вт/цм. Приготовление и активаци  полупроводника с электрически.м буфером осуществл етс  носредством предварительного смешивани  комионентов изготовл емой смеси либо путем предварительного плавлени , или растворени  в растворителе, либо путем диспергировани  в разбавителе, таком как вода, спирты, кислоты , эфиры. После тщательного смешивани  растворов жидкость подвергают выпариванию либо дистилл ции, а далее провод т процесс термоактивации, несколько раз расплавл  , а затем быстро охлажда  при одновременном быстром дроблении. В качестве основного вещества может быть использовано большинство химических соединений, катион которых обладает Переменной валентностью и которые достаточно устойчивы, например галогениды, окиси, металлические соединени , карбонаты инди , кадми , ниоби , ванади , олова, висмута , урана. В качестве электротермического буфера используют химическое соединение, катион которого имеет ионный радиус по меньщей мере на 20% .меньше ионного радиуса катиона базового материала. Причем в случае проводимости электронного типа примен ют химические соединени , катион которых обладает валентностью ниже максимальной валентности катиона базового полупроводника, а в случае проводимости дырочного типа - химические соединени , валентность катиона которых выше валентности катиона базового полупроводника . Наиболее выгодно примен ть такие соединени , как окиси, галогениды, металлоорганические соединени  - карбиды и карбонаты. Примесные полупроводники, изготовленные согласно изобретению, могут наноситьс  на поверхность стекла, фарфора и им подобных материалов путем покрывани , сублимации , электростатического напылени , причем нанос т два полупроводниковых сло : первый слой без примеси, а второй с примесью и термоэлектрическим буфером. Вертикальна  пол ризаци , образовавша с  в этих двух сло х, содействует стабилизации и долговечности нагревательных элементов . Они впаиваютс  в разогретую поверхность термостойкого материала и создают мономолекул рную поверхность - прозрачный провод щий слой. Это свойство сохранени  прозрачности при небольшом стабильном сопротивлении сло  создает широкие возможности применени  в стекл нной и кварцевой нагревательой химической аппаратуре, дл  обогрева оконных стекол в автомобил х, самолетах, кораб х , а также в обширном ассотрименте нагревательных приборов до.машнего обихода, суилок , отогрева .чо;1одильников и отоплени  омов Ниже приведены при.меры приготовлени  и активации примесных полупроводников основного и с термоэлектрическим буфером. Пример 1. Состав основной смеси, при .мен емой в качестве основы полупроводник, вес.ч.: Гидратированный хлорид олова 150 Примеси: треххлориста сурьма10 фтористый аммоний2

Пример 2. Состав смеси с примес ми и буфером, вес.ч.:

Гидратированиый хлорид олова120 Трсххлориста сурьма9

Фтористый аммоний2

Закись меди1

Хлорид кадми 1

Смеси, каждую отдельно, плав т, а затем, охлажда , тщательно размельчают. Размельченные смеси нанос т путем покрывани , сублимации или напылени  на поверхность стекл нных изделий, подогретых до температуры, отвечающей температурному диапазону отжига данного стекла. Причем сначала накладывают основной слой в качестве основы, пользу сь смесью согласно примеру 1, а затем на него накладывают второй слой с примес ми и буфером , пользу сь смесью согласно примеру 2.

Claims (4)

1. Состав дл  изготовлени  полупроводникового нагревательного элемента, представл ющий собой смесь полупроводника переменной валентности и примесей, отличающийс  те.м что,с целью повышени  термостабильности нагревател , смесь допо;1нительпо содержит буфер .

2. Состав по п. 1, отличаюи ийс  тем, что буфером  вл ютс  окиси, галогсниды, металлоорганическ е соединени , карбиды и карбонаты , катион которых имеет ионный радиус на 20VG меньше ионного радиуса катиона иолугфовол .ника.

3.Состав по п. 1, отличающийс  тем, что полупроводник электронного тина содержит буфер , валентность катиона которого ниже максимальной валентности катиона полупр()К)дника на 1-3 валентности.

4.Состав по п. 1, отличающийс  гем, что полупроводник дырочного типа содержит буфер , валентность катиона которого выше максимальной валентности катиона полупроводника на 1-3 валентности.

5, Способ изгото, ;ени  состава по п. 1, включающий Haneceiiiie состава на новерхность нагревател  и пос.чедующую термическую обработку , отличающийс  тем, что перед нанесением смеси на поверхность нагревател  ее подвергают активации путем последовате,пьного плавлени  и быстрого охлаждени  с одновременным интенсивным дроблением.

Источники информации, нрип тые во внимание при экспертизе:

1.Barta К., lilawac J. «Sklarstwi SXTL Praha, 1963, p. 163-164.

2.Espew «Werkstoffkunde der Kochrakuiimtechnik Band 11 VEB Deutscher Verlag der XVissenschaften Berlin, 1966, s. 253- 257

3.Fritzsche Ch. Технологи  полупроводниковых материалов. PWN, Warszawa, 1963.