不使用磁铁的高性能马达(二):带电体的制造和带电方法的验证

2010-10-06 15:50:57来源: 技术在线 关键字:高密度带电体  库仑力  离子

  在上一篇中,笔者介绍了实现高密度带电体后即可产生高库仑力的原理,并提出了可实现高密度带电体的物体。本文将具体介绍一下高密度带电体的制造方法。

有多种方法可实现带电

  上一篇谈到,作为以氧化物绝缘体覆盖的球体带电体,Si具有有效性。球状Si已在球面半导体电路及太阳能电池领域实用化。太阳能电池目前使用的是球径为1mm的球状Si。球状Si的制造装置一般通过使Si从坩埚自由下落来生产球状Si,减小坩埚滴孔部分的孔径的话,便可制造出粒径较小的球状Si;增加滴孔的数量的话,还可提高生产效率。在下落途中通过等离子体使Si球带电,并施加电场的话,便有望按照粒径来进行分类。

  作为实现带电的方法,通常会首先想到电子束照射法,这是专门用于带负电的方法。向金属或半导体氧化后形成的球体照射电子束即可。要增加带电量,就必须提高加速电压。而这时必定会发生充电现象(Charge Up),在排斥力的影响下,荷电量存在极限。

图1:电子束照射法的原理图。球体带负电。

  第二个是离子注入法,这是专门用于带正电的方法。在半导体领域,离子注入法是一项已知的技术。要想对注入的离子种类进行优化,还需要通过实验来确认。基本上是注入正离子。P离子注入的话,注入的是5价正离子。离子注入也会发生充电现象。电子束照射装置对防止带电体内部的充电现象不起作用。

  在半导体制造工序中,在离子状态下也会发生充电现象。这就是要想使离子嵌入Si结晶排列,还需要使之活性化的理由。本文以杂质浓度为基准进行的演算显示,离子集中存在于表面附近。这一状态下的离子运动状况只能通过实验来查明。

  第三个是掺入杂质进行熔融后照射电子束的方法。首先掺入杂质对硅进行熔融,制造球状硅,并对表面进行氧化。然后直接在内部保持电中和的状态下照射电子束。这样便可注入电子直至最外层电子达到8个,从而使杂质拥有满足价数的离子价。

  通过上述方法虽然可实现带电,但带电量存在极限。在照射电子束的方法中,带电量可通过对电子进行加速的电场的高低来控制。带电量会在电子无法突破球内电子群所具库仑斥力的地方终结。而离子注入法在注入后无需活性化即可直接以离子状态固定。进行RTA处理的话内部的离子分布可实现均匀化,但其效果不得而知。虽然这种方法也会发生充电现象,但离子较重,因此容易获得所希望的浓度。

通过推算库仑力导入最佳方案

  下面来具体推算一下带电体具有何种程度的库仑力。假设在杂质浓度为1016/cm3的情况下,全部进行了离子化。为了便于计算,以直径为10μm的Si球为对象。使该Si球带电后,涂布在带电板上。涂布面积为1cm2,面间距离设定为1mm。

图2:推算时使用的模型

  ●硅中的杂质(电荷)数量

  直径为10μm的硅球的体积……523.6μm3

  直径10μm中的杂数数量(=电荷数量)……5.236×106

  

[1] [2] [3]

关键字:高密度带电体  库仑力  离子

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1006/article_2653.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:不使用磁铁的高性能马达(一):可产生强静电力的带电体
下一篇:日本研发不使用稀土元素汽车发动机

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
高密度带电体
库仑力
离子

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved