книги / Оборудование для производства полупроводниковых диодов и триодов

Схема состоит из отдельных блоков, обес­

кая выключатели В3 и В& и происходит вклю­

печивающих нормальную работу узлов и ме­

чение схемы электролиза. При достижении за­

ханизмов установки.

ванны электролиза

данной

температуры

в

ванне

нормально

от­

Схема

электронагрева

крытый контакт Ре срабатывает и подключает

состоит из графитового нагревателя Ни пони­

магнитный пускатель Р5. Регулятор напряже­

жающего трансформатора Тр3, регулятора на­

ния Трх обеспечивает плавную регулировку

пряжения

Тр2 (РНО-250-2),

термопары ИП2,

силы тока при электролизе вручную. Кон­

электронного

потенциометра

ИЛ 1

(ЭП2-2-11;

троль тока и напряжения при электролизе

О—300°С), реле

Р6, выключателя

Вк,

предо­

осуществляют

амперметр

ИП3

и

вольтметр

хранителя Прв. Включение схемы производит­

ЯЯ/4. Включение и отключение схемы постоян­

ся тумблером Ви При этом срабатывает реле

ного тока осуществляют пакетные выключате­

Р-, и замыкает

нормально открытый

контакт

ли В3 и В2у а также тумблер

В и

Включение

Ри подключая

к сети

трансформатор

Тр3 че­

схемы постояного тока производят только при

рез регулятор

напряжения Тр2. Необходимую

достижении заданной температуры в ванне

силу тока в цепи нагревателя устанавливают,

электролиза.

изменяя выходное напряжение регулятора на­

Электрическая

схема

привода

узла

за­

пряжения Тр2.

трансформатор

Тр3 служит

чистки

ленты

состоит

из

электродвигателя

Понижающий

(АОЛ-11-4) М2, кнопочной станции Кн3, -маг­

для получения

больших

рабочих токов в на­

нитного пускателя Я4 (ПМЕ-211) и предохра­

гревателе

и

безопасного

напряжения

на

мо­

нителей Прь Пръ и Пре.

либденовых электродах нагревателя.

■Пуск электродвигателя осуществляется

на­

Контроль измерения и автоматическое ре­

жатием на кнопку «пуск» кнопочной станции.

гулирование температуры

нагрева

электроли­

При этом срабатывает магнитный пускатель

та осуществляется потенциометром ИП\ в

Я4 и замыкаются нормально открытые контак­

комплекте

с

термопарой

ИП2. При

нагреве

ты Я4.

электролита

до

заданной

температуры потен­

В электрическую

схему

привода протяги­

циометр ИП1 подает

сигнал

на

отключение

вания

ленты

вхдят

электродвигатель

М х

магнитного

пускателя,

который

отключает

(ПЛ-072),

кнопочная

станция

Кн2,

магнитные

схему нагрева,

после

чего температура элек­

пускатели Р2 и Р3,

нормально

открытые

кон­

тролита поднимается

на

3—6° С выше задан­

такты Р2, Р3, Р6 и предохранители При Пр2 и

ной за счет тепловой инерции разогретой мас­

Пр3. Пуск электродвигателя

производят толь­

сы (электролит и олово), затем за

счет тепло­

ко при

достижении

заданной

температуры

отвода в окружающую среду температура по­

в ванне

лужения,

при

этом

замыкается

нор­

нижается

до

заданной. При

этом

потенцио­

мально

открытый

контакт

Ре,

срабатывает

метр ИП1 подает сигнал на включение магнит­

магнитный

пускатель

Р3,

замыкая

нормально

ного пускателя,

который

включает схему

на­

открытые

контакты

Р3.

Затем

срабатывает

грева, не

давая

температуре

электролита

по­

■пускатель Р2 и замыкаются нормально откры­

низиться ниже заданной более чем на 3—5° С.

тые контакты Р2.

Таким образом, температура электролита ав­

Поворотом

ручки

тумблера

Яг> осущест­

томатически поддерживается в заданных пре­

делах.

вляется

включение

электрической

схемы

на­

Схема питания электролизной ванны состо­

грева воздуха, состоящей из нагревателя Н2 и

ит из двух выпрямителей (ВСГ-ЗА)

ВП{ и

предохранителя Прхо.

состоит из

ВПъ двух выключателей В3 и Въ регулятора

Схема

нагрева

трихлорэтилена

напряжения (РНО-250-2) Три

сигнальной

нагревателя Н3, регулятора напряжения 7>,.

лампы Л*, амперметра ИПЪ, вольтметра ЯЛ/,,

Тумблером В5 осуществляется включение элек­

магнитного пускателя Р5, тумблера В^ и нор­

трической схемы. С помощью регулятора на­

мально открытого контакта Р6 магнитного пу­

пряжения можно плавно регулировать силу

скателя.

В х срабатывает

тока в цепи нагревателя.

При включении тумблера

Для

обеспечения

безопасной работы уста­

магнитный пускатель Р5, замыкая нормально

навливается

кожух

вытяжной

вентиляции,

открытые контакты Ре, при этом напряжение

обеспечивающей полный

отсос

выделяемых

подается

в регулятор

напряжения

Три замы­

паров трихлорэтилена, кислоты, воды и др.

И НЕВЫПРЯМЛЯЮЩИХ КОНТАКТОВ

6-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ются введением примесей в слой полупровод­

Для создания р-/г-переходов

широко при­

ника с кристаллической решеткой, наращи­

ваемой на полупроводниковой

подложке осаж­

меняются методы 'оплавления, диффузии, хи­

дением из газовой фазы.

мического и

электрохимического травления,

Стадию исследования проходят методы ис­

вакуумно-термического

напыления,

эпитакси­

пользования электронного, лазерного и ионных

ального

наращивания,

легирования

ионным,

пучков для формирования активных и пассив­

электронным

и

лазерным

энергетическими

ных элементов.

лучками, электроформовка и др.

процесс

Электронный и лазерный лучи используют

Сплавление

представляет

собой

для

получения р-/г-переходов

при локальном

образования однофазного многокомпонентного

термическом воздействии для

сплавления по­

жидкого раствора при нагреве двух или более

лупроводникового материала

и легирующей

твердых

фаз,

находящихся

в

контакте друг

присадки, покрывающей поверхность кристал­

с другом,

с последующей

рекристаллизацией.

ла. .При ионно-лучевой технологии

ионы

при­

Метод сплавления также применяется для со­

месей, ускоренные до

определенных

энергий,

здания

невыпрямляющих

контактов.

внедряются в кристаллическую решетку полу­

При

диффузионном

методе

полупроводник

проводникового материала и образуют

пере­

в течение

определенного

времени нагревают

ход.

в контакте с примесью, которая может нахо­

Оборудование для химического и электро­

диться

в

газообразной,

жидкой

или

твердой

фазе. Переход

создается

введением

в полу­

химического травления описано в гл. 2. Ваку­

проводник с помощью диффузии в твердом те­

умно-термическое оборудование для

нанесе­

ле некоторого

количества

атомов

примеси.

ния тонких пленок (в том числе для получе­

Диффузия проводится в замкнутом объеме

ния

невыпрямляющих контактов)

подробно

(ампульный метод) или по способу открытой

описано в [Л. 9].

трубы

(диффузия

в протоке

газа-носителя)

» Получение р-п-переходов с использованием

в полугерметичном объеме

(бокс-метод) и др.

ионных, электронных

и лазерных энергетиче­

Электрохимический способ получения р-п-

ских пучков осуществляется в настоящее вре­

переходов

характеризуется

травлением лунок

мя на универсальном оборудовании, предназ­

в полупроводнике и осаждением в них метал­

наченном для микросварки, разделения изото­

ла. Переход создается удалением из поверх­

пов и других целей [Л. 24, 36, 47, 48]. В дан­

ностного слоя электронов и дырок.

ной книге оборудование для электроформовки

При эпитаксиальном способе области по­

точечно-контактных

диодов

не

рассматри­

лупроводника с заданными

свойствами созда-1

вается.

с загрузочным шлюзом или с паромасляны

Нагреватели на 1—4 и 6-й позициях вклю­

насосом.

чены

последовательно и питаются от одного

ся

Перед запуском печи в работу производят­

трансформатора.

Нагреватель 5-й ' позиции

предварительная подготовка

и вывод печи

имеет автономную систему регулирования, со­

-на

режим. Подготовительный

процесс перед

стоящую из термопары, электронного потен­

•началом работы включает подготовку кассет,

циометра, дросселя насыщения и трансформа­

достижение заданного вакуума

и прогрев пе­

торов.

Точность

поддержания температуры

чи. При достижении заданной температуры

в рабочей зоне 5° С.

(через

1,5—2

ч после

включения)

печь пере­

Все органы сигнализации и регулирования

водится

на

автоматический

режим

работы;

смонтированы в пульте управления (рис. 6-2).

при выводе печи на режим

она

загружается

Цикл работы печи задается программным ре­

пустыми кассетами.

задается

програм­

ле

и

может

настраиваться

в

пределах

5—

Автоматический цикл

30 мин. При циклах от 5 до

10 мин необходи­

мным реле, расположенным в пульте управле­

мо принимать дополнительные меры к охлаж­

ния. Программа включается на пульте управ­

дению кассет, так как в момент разгрузки

ления нажатием кнопки «Автоматический ре­

температура

кассеты

составляет

100—200° С.

жим».

автоматической

работы

начинается

На тепловой баланс печи оказывает влия­

Цикл

ние масса кассет. Поэтому для стабильной ра­

•опусканием

тарелочки

7 и

штока

8

рабочей

боты необходимо применять кассеты возмож­

позиции с помощью привода 9 и электродви­

но меньшей массы. При установившемся ре­

гателя 10. При опускании тарелочки до задан­

жиме

работы

функции

оператора

сводятся

ного положения

блокировочные

устройства

к загрузке и выгрузке кассет.

р-п-переходов

выключают электродвигатель 10 и включается

Для

получения

сплавных

электродвигатель 4 (перевод карусели). Ка­

в контролируемой

атмосфере

широко приме­

русель переводится с позиции на позицию чер­

няются конвейерные печи. В качестве контро­

вячно-цевочным механизмом 3. После пово­

лируемой атмосферы

используются

водород

рота карусели на одну позицию следует пода­

или смесь азота с водородом.

Эти

же

печи

ча очередной тарелочки в верхнее положение

применяют

для получения

невыпрямленных

и создается вакуумное уплотнение при поджа-

контактов,

напайки

кристаллов

к

базовым

тии тарелочкой резиновой прокладки 6.

деталям.

Программное реле через электромагнитные

Конвейерная печь с температурой в рабо­

клапаны перекрывает канал соединения ваку­

чей зоне 950° С показана

на

рис. 6-3.

Сечение

умной системы со шлюзом 5. Открывается на­

рабочего пространства печи 65X45 мм, длина

пускной клапан, и шлюз соединяется с атмо­

муфеля

3 600

мм.

Скорость

движения

лен­

сферой.

От

программного

реле включается

ты

регулируется

бесступенчато

от

30

до

электропневматический клапан, который пода­

120

мм/мин.

Детали

для

обработки,

как

и

ет

сжатый

воздух

в пневмоцилиндр

подъема

в описанной выше вакуумной печи, укладыва­

крышки шлюза 5.

ются в кассеты, которые перемещаются через

После подъема крышки шлюза програм­

рабочую зону транспортерной лентой.

мное реле включает реверсивный электродви­

Печь устроена следующим образом. На

гатель

с

редуктором,

в

котором

размещена

каркасе 1 (рис. 6-4) смонтировано нагрева­

рейка. Рейка сдвигает кассету с тарелочки 7

тельное

устройство

3,

в

которое

входят

му­

на

разгрузочную

плиту

11

и

возвращается

фель 5 прямоугольного сечения из нержавею­

в исходное положение, замыкая при этом кон­

щей стали, футеровка

и шесть пар фарфоро­

цевой выключатель, с помощью которого вклю­

вых пластин с уложенными в них нихромовы-

чается двигатель загрузки кассет на тарелоч­

ми

нагревателями.

В

шести

зонах

рабочего

ку. После возвращения рейки загрузки в ис­

пространства

нагревательного устройства

под­

ходное положение шлюз закрывается и про­

держивается

заданная

температура.

2,

на­

изводится его форвакуумная откачка; спустя

Муфель 5 имеет входную заслонку

1,5 мин через программное реле подключается

гревательные секции 4, холодильник 6, выход­

паромасляный насос ЦВЛ-100. Далее цикл

ную заслонку 7. Конвейерная лента движется

повторяется.

по роликам, смонтированным в основании му­

Нагреватели печи имеют П-образную фор­

феля. Для контроля температуры в

нагрева­

му и изготовлены из молибденовой проволоки

тельное устройство встроены термопары. Кон­

диаметром 2 мм. Они занимают шесть пози­

вейерное устройство 8 включает приводную 10

ций:

1—4

зоны

предварительного

подогре­

и натяжную 9 станции, конвейерную ленту и

ва,

5-я — зона

вплавления,

6-я — подпорная

узел загрузки кассет. >В цепи привода ленты

зона.

работают два

редуктора каждый

с 1= 1:60

и