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半導体デバイスを作ってみた

      2016/12/10

meideru blogでの「作ってみたシリーズ」の中では、かつてないほど壮大なタイトルですよねw

半導体デバイスを作ってみました。

具体的には、「オーミック電極付き基板」と「ショットキーバリアダイオード」を大学の実験で作りました。

@半導体デバイス
半導体デバイス

 

今日は、作った工程などを記事に書きたいと思います(*‘∀‘)

作り方

作り方はこんな感じです。下の図を参考にしてください。

@半導体デバイスの作り方
半導体デバイスの作り方

 

まず、装置を用いて真空状態を作り出します。こうする理由は色々とありますが、あとで説明します。

そして、金属を蒸発させて基板に付着(蒸着)させます。すると、膜ができます。

これで完成です。

真空状態について

真空状態とは

真空状態とは、何もない状態のことです。

私たちが普段生活している場所には、酸素や二酸化炭素など様々な物質が混在しています。

こういった物質が何もない状態を真空状態と言います。

しかし、現実的には「完全な真空状態」というのは不可能です。なので、真空状態に近いことを「高真空状態」などと言ったりします。

真空状態にする理由

理由は、大きく分けて2つあります。

1つ目は、ゴミを半導体に付着させないためです。

2つ目は、金属を蒸発させやすくするためです。真空状態だと大気圧が低くなり、沸点が下がります。

真空装置について

使用した真空装置は以下です。

@真空装置
真空装置

 

こいつで真空状態を作り出してやります。

のぞき窓が付いていますね。

バルブがたくさんついていて、操作を間違えると壊れてしまそうです。

 

@真空装置を開く
真空装置

 

真空装置を開くとこんな感じになります。

蓋を持ち上げて開けます。

実際に作ってみた

マスクをセット

マスクをセットします。こんな感じで。

@マスクをセット
半導体デバイスの作成

マスクには穴が空いていて、この部分にのみ蒸発した金属が付着するようになっています。

ウェハーをセット

次に、ウェハーをセットします。

@ウェハーをセット
半導体デバイス

マスクの上に置きます。

これで、マスクの穴を通ってきた蒸発した金属が付着するようになります。

アルミニウムをセット

画像の下の方に小さい白いバケツみたいなものがありませんか?

ここに、アルミニウムを乗っけてやります。

@アルミニウムをセット
半導体デバイス

このバケツに電流を流してアルミニウムを蒸発させます。

アルミニウムは電流を流すと溶けるそうです。(この辺りは詳しくないので原理はよくわかりません( ;∀;))

蒸着開始

アルミニウムに電流を流すと蒸着が開始します。

@アルミニウムが溶ける始める
半導体デバイス

上の画像は真空装置を横から覗いています。

電流を流すと、こんな感じでアルミニウムが溶けます。

 

@正面から真空装置を覗くとかっこいい
半導体デバイス

正面から真空装置を覗くと、めちゃめちゃカッコイイですよねwwwww

完成

完成したのがこちらです。

@完成した半導体デバイス
半導体デバイス

全部で合わせて4枚作りました。

まとめ

とりあえず完成

正常に動くかどうかわかりませんが、とりあえず完成しました( ^∀^)

近いうちに性能測定をします。

真空で作るやり方もある

私の中では、半導体の作成というと、露光装置だのフォトマスクだのハイテクな設備が思い浮かびます。

しかし、こういったアナログ(真空装置)で作るやり方もあるようです。

勉強になりました!

 

以上です!

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