เล่มที่ 19
สารกึ่งตัวนำ
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
วิธีการเติมสารเจือปน
การเติมสารเจือปนให้กระจายในเนื้อผลึกสารกึ่งตัวนำอย่างสม่ำเสมอนั้น จะกระทำตอนปลูกผลึกสารกึ่งตัวนำ ซึ่งมี ๒ วิธี ได ้แก่ วิธี CZ (วิธี Czochralski : การดึงผลึก) และวิธี FZ (วิธี Floating Zone : การเลื่อนโซนผลึก)
วิธี CZ
ได้แก่ ใส่สารเจือปนที่ควบคุมปริมาณได้ ในเนื้อสารกึ่งตัวนำ ที่หลอมเหลวในเบ้าที่มีอุณหภูมิสูง แล้วใช้แท่งเม็ดผลึกไปล่อ เพื่อดึงเป็นผลึกเดี่ยว
ผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำที่ทำได้โดยวิธี CZ นี้จะใช้ในการทำ
- ทรานซิสเตอร์
- ไอซี
ชุดควบคุมเครื่องปลูกชั้นผลึกด้วยลำโมเลกุลที่ทำงานด้วยคอมพิวเตอร์
วิธี FZ
เป็นวิธีการทำผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำ โดยการนำเอาแท่งผลึกย่อยมาวางยึดในแนวตั้งฉาก ภายใต้สุญญากาศ หรือบรรยากาศของก๊าซเฉื่อย แล้วนำเอาขดลวดไฟฟ้าความถี่สูง ที่มีลักษณะเป็นวงแหวนสวมครอบไว้ เมื่อป้อนไฟฟ้าความถี่สูง จนเนื้อสารกึ่งตัวนำบริเวณนั้น หลอมละลายเป็นของเหลว ส่วนที่เป็นของเหลวนี้จะไม่หลุดร่วง เนื่องจากแรงตึงผิวของของเหลว เมื่อเลื่อนขดลวดไปอย่างช้าๆ โซนของเหลวก็จะเลื่อนตามไปด้วย ส่วนที่เย็นตัวลงอย่างช้าๆ ก็จะกลายเป็นเนื้อผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำ วิธีการเติมสารเจือปน ในผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำ ที่ทำโดยวิธี FZ ได้แก่
วิธีเลื่อนโซนผลึกแบบ FZ
(๑) ใใช้ก๊าซฟอสฟิน (PH3) หรือก๊าซ ไดโบเรน (B2H6) ผสมเข้าไปในบรรยากาศของ ก๊าซเฉื่อยในขณะปลูกผลึก
(๒) ใช้สารเจือปนที่ควบคุมปริมาณผสมไว้ในเนื้อผลึกย่อยก่อนการปลูกผลึก
(๓) นำผลึกเดี่ยวซิลิคอน ที่มีความบริสุทธิ์สูงใส่ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู เพื่ออาบรังสีนิวตรอน อะตอมของซิลิคอน (Si) จะเปลี่ยนเป็นฟอสฟอรัส (P) ด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์ ตามปริมาณการอาบรังสีนิวตรอน
ผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำ ที่ทำได้โดยวิธี FZ นี้ จะใช้ในการทำ
- ทรานซิสเตอร์
- อุปกรณไฟฟ้ากำลัง เช่น ไธรีสเตอร์ ไดโอดกำลัง
หัวข้อก่อนหน้า
