9zip.ru Инструкции Резисторы с монокристаллическим резистивным элементом

Исследования по конструированию постоянных объемных резисторов привели к использованию монокристаллических материалов для переменных резисторов. Регулирование потенциала с поверхности монокристаллического РЭ затруднено, поскольку обычно поверхность монокристаллов покрыта окисными пленками. Однако исследования авторов показали, что эту трудность можно преодолеть созданием специальных участков на поверхности РЭ и выбором материала подвижного контакта.

На основе монокристаллического полупроводникового материала получены прецизионные РЭ, поскольку монокристалл имеет высокую степень совершенства структуры, в результате чего сводятся к минимуму процессы старения в объеме материала. Монокристаллические высоколегированные материалы обладают высокой термостойкостью, их предельная рабочая температура составляет 700—800 К, т. е. практически ограничена значениями температуры, при которых начинает сказываться собственная проводимость материала, обусловленная переходом носителей заряда из валентной зоны в зону проводимости. Для монокристаллических РЭ характерен низкий уровень собственных шумов, поскольку протекание тока по монокристаллу практически вызывает очень незначительные по величине токовые шумы.

Отметим, что на композиционных материалах затруднено получение низкоомных резисторов с сопротивлением 0,1—51 Ом. Именно для выполнения резисторов с этим диапазоном сопротивлений и перспективны высоколегированные монокристаллические материалы, обеспечивающие высокую временную стабильность параметров, высокую перегрузочную способность и сниженный уровень собственных шумов.

С целью выявления наиболее перспективных монокристаллических материалов для создания резисторов проведен анализ свойств монокристаллических полупроводников, на основе которого даны рекомендации по выбору материалов. Для получения ТКС<10^-3 1/К при создании постоянных резисторов и потенциометров следует применять монокристаллические полупроводниковые материалы, легированные примесями с низкой энергией ионизации до высоких концентраций. Ширина запрещенной зоны используемого полупроводника должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить термостабильность сопротивления РЭ в широком диапазоне рабочих температур. Выбираемый полупроводниковый материал также должен иметь минимальную зависимость электропроводности от напряженности электрического поля.

В настоящее время для создания полупроводниковых приборов широко используются различные виды монокристаллических полупроводниковых материалов — германий, кремний, полупроводниковые соединения. Однако по всей совокупности свойств полупроводниковые соединения в качестве резистивного материала не имеют существенных преимуществ перед кремнием и германием, а по стоимости, технологичности обработки, освоенности производством значительно уступают этим материалам. Поэтому в качестве резистивного материала можно рекомендовать широко распространенные монокристаллические полупроводниковые материалы — кремний и германий.

В широком диапазоне температур и концентраций примеси поведение электронов и дырок в кремнии и германии описывается законами классической статистики, вырождение электронного газа в кристалле в нормальных услоивях начинается при концентрации свободных носителей более 10^25—2*10^25 м^3, поэтому для расчета параметров полупроводниковых резисторов и потенциометров можно использовать основные соотношения теории невырожденных полупроводниковых материалов.

Основным электрическим параметром резистора является его сопротивление, значение которого определяется конструкцией РЭ и электропроводностью используемых материалов. Наиболее рациональной формой РЭ полупроводникового постоянного объемного резистора и потенциометра, обеспечивающей простую технологию изготовления с наименьшим процентом отходов полупроводникового материала, является параллелепипед с контактными площадками на концах.

Использование одного класса материалов для создания РЭ постоянных резисторов и потенциометров позволяет использовать единый технологический процесс производства, включающий в себя следующие основные технологические операции: резка монокристалла кремния на пластины, подготовка поверхности пластин, соз

дание омических контактов, выполнение РЭ, изготовление элементов конструкции резистора и конструктивное оформление резистора. При выполнении РЭ слитки исходных полупроводниковых материалов разрезаются на станке алмазной резки на прямоугольные пластины, геометрические размеры которых определяются значением номинального сопротивления резистора и его конструкцией. Для получения заданной толщины и плоско-параллельности граней пластины подвергаются шлифовке с использованием суспензий микропорошков. Далее пластины материала, предназначенные для создания РЭ, поступают на операцию создания омических контактов. Наиболее простым и технологичным способом получения надежных омических контактов к кремнию n-типа является метод химического никелирования с использованием щелочного раствора. Поверхность пластин, не подлежащая никелированию, защищается слоем химически стойкого лака.

Понравилась статья? Винни Пух говорит: поделись с друзьями!