Portal guldu uz-ярим ўтказгичли Қ

1.4. ТИГЕЛСИЗ ЎСТИРИШ УСУЛЛАРИ.
Тигельга яроқли материалларнинг чекланганлиги туфайли бу
усуллар қўлланилиши ҳам нисбатан чекланган. Тигельга яроқли асосий
материаллардан бири
кварцдир. Кремний ва арсенид галлий

---

49
кристалларини ўстиришда ишлатиладиган кварц тигелларда эритма одатда
кислород билан ифлосланади. Мисол, кремний монокристаллини ўстириш
жараёнида кремнийда 10
17
см
-3
га қадар кислород киришмалари кириши
мумкин. Арсенид галлий монокристаллини ўстириш жараёнида эса
кварцдан кислороддан ташқари унга кремний ҳам кириши мумкин.
Тигельсиз усулларни Варнейл усули ва тигельсиз соҳали ўстириш
мисолида кўришимиз мумкин (13-расм). Поликристалли яхлит цилиндр
шаклидаги кремний намунаси вертикал
ҳолатда муштарак
ўқли
совутиладиган штокка маҳкамланади.
Юқоридаги штокка маҳкамланган
кичкина тирқишли идишда майдаланган ҳолдаги ўстирилаётган материал
кукуни солинади. Штокларни ўзгармас тезликда айлантириш ёки бир
бирига нисбатан яқин масофага кўчириш мумкин. Кремнийнинг тор
(чегараланган) қисмида иссиқлик манбаи ёрдамида эриган соҳа ҳосил
қилинади. Эриган соҳа сирт таранглик кучлари таъсирида ушлаб турилади.
Яъни эриган соҳа оғирлиги сирт таранглик кучлари таъсиридан кам бўлган
ҳолда ушлаб турилади. Ўстирилаётган кристалл диаметри
соҳанинг
критик узунлиги ва материал хоссаларига боғлик бўлади. Яъни (G/d)
1/2
га,
G – суюқлик-қаттиқ жисм орасидаги сирт таранглиги, d – эриган
модданинг солиштирма оғирлиги. Иссиқлик манбаи сифатида юқори
частотали индуктив қизитиш, электрон-нурли ёки радиацион усуллар
қўлланилиши мумкин.
Ностехиометрик эритмалардан кристалл ўстириш. Бу усул нисбатан
универсал усул бўлиб, унинг ёрдамида ҳар қандай эриш ҳароратига эга
бўлган, ҳамда буғлар босими катта бўлган ярим ўтказгич бирикмаларини
ҳам ўстиришда қўллаш мумкин. Бу усулда ўстириш жараёнида
қўлланиладиган эритмалар таёрлашда эритувчи нейтрал моддадан
(ўстирилаётган материал таркибига кирмаган моддадан) ёки бирикма
таркибига кирувчи моддадан ҳам бўлиши мумкин. Расм 14 га қаранг.

---

50
Расм 14. АВ бирикма асосидаги кристаллни эритмадан йўналтирилган кристалланиш
усули билан ўстириш.
Усулнинг асосий афзалликлари. 1. Бу усул билан ўстириш нисбатан паст
ҳароратларда олиб борилади. 2. Буғ босими катта бўлган бирикмаларни
1.пунктни ҳисобга олган ҳолда ўстириш мумкинлиги. 3. Юқоридаги
усулларга нисбатан ўстириш қурилмаларининг конструкцияси нисбатан
соддалашади.
Суюқ фазали эпитаксия усули. Бу усул юқоридаги усулдан принципиал
фарқ қилмайди. Бу усул билан асосан кўп қатламли тузилмалар олинади.
Бу усулни қўллашнинг дастлабки қурилмаларидан бири 15-расмда
кўрсатилган.

---

51
Расм 15. Эритмалардан эпитаксиал қатламлар ўстириш қурилмаси.
Бу усул билан арсенид галлий, фосфид галлий, фосфид индий ва бошқа
А
3
В
5
бирикмалар ва уларнинг қаттиқ эритмалари асосидаги нурланувчи
диод, транзистор, лазер структуралар олинган.