Soliyeva Muhlisa Ikrom qizi

2.3. Epitaksial tuzilmalarni legirlash, 
𝐀
𝐈𝐈𝐈
va 𝐁
𝐕
turdagi yarimo’tkazgich 
birikmalar epitaksiyasining texnologik xususiyatlari 
Kerakli solishtirma qarshilikli epitaksial qatlamlarni olish uchun qattiq 
fazaga aniq miqdorda kirishmalar kiritish kerak. Epitaksiya jarayonida 
kirishmalarni kiritish uchun uchuvchi birikmalarning III va V guruh elementidan 
foydalaniladi. Bu moddalarga galogenidlar (
𝑃𝐶𝑙
3
, 
𝐴𝑠𝐶𝑙
3
, 
𝑆𝑏𝐶𝑙
3
, 
𝑆𝑏𝐶𝑙
5
, 
𝐵𝐶𝑙
3
, 𝐵𝐵𝑟) va gidridlar (𝑃𝐻
3
- fosfin, 
𝐴𝑠𝐻
3
- arsin, 
𝐵
2
𝐻
6
- diboran) kiradi. 
Galogenidlar va gidridlar qatnashishida legirlash reaksiyalarini quyidagicha 
yozish mumkin: 
𝐻𝐶𝑙
3
+ (
3
2
) 𝐻
2
↔ 𝑋(𝑔𝑎𝑧) + 3𝐻𝐶𝑙 (2.9) 
𝑋𝐻
3
+↔ 𝑋(𝑔𝑎𝑧) + (
3
2
) 𝐻
2
  (2.10) 
𝐻(𝐺) ↔ 𝑋(𝑞𝑎𝑡) (2.11) 
Donor kirishmalar bilan kremniyni legirlashda bu reaksiyalarning 
muvozanati o’ng tomonga kuchli siljigan bo’lib, amaliy jihatdan kirishma 
birikmalarining to’la aylanishi yuz beradi. Epitaksial qatlamlarni legirlashning 
asosiy usullariga quyidagilar kiradi: gaz aralashmali, suyuq legirlash va gaz 
razryadli. 
Gaz aralashmali usulda kirishma manbayi sifatida hajm bo’yicha 
10
−2
−
10
−4
% uchuvchi gidridli legirlovchi element bo’lgan inert gaz aralashmasidan 
foydalaniladi. Usul o’suvchi qatlamni kuchsiz legirlashni amalga oshiradi. 
Argonli 0,01% 
AsH
3
yoki argonli 0,01% 
B
2
H
2
dan iborat gaz aralashma kamera 
bo’yicha oqayotgan vodorod oqimiga qo’shib yuboriladi. Bu esa aralashma 

---

28 
konsentratsiyasini qo’shimcha suyultirish va qatlamda konsentratsiya sathini 
yaxshi boshqarish mumkinligini ta’minlaydi. Diboranli gaz aralashmasida 
solishtirma qarshiligi 1 Om
∙sm dan katta bo’lgan kremniy qatlamlarini olib 
bo’lmaydi. Shuning uchun qattiq va suyuq manbalardan foydalaniladi. Gaz 
ko’rinishdagi manbalardan ko’p qo’llaniladigan arsenikdir. Gaz taglikka 
yetkaziladi, ular sirtga yutiladi, dissotsiyalanadi: 
2𝐴𝑠𝐻
3
→ 2𝐴𝑠 + 3𝐻
2
(2.12) 
ozod bo’lgan arsenik kremniyning o’suvchi qatlam panjarasiga joylashadi. 
Suyuq legirlash usulida legirlovchi kirishma manbayi sifatida galogenidlar 
𝑃𝐶𝑙
3
, 
𝑃𝑂𝐶𝑙
3
, 
𝐵𝐵𝑟
3
va boshqa birikmalardan foydalaniladi. Galogenidlar 
kremniy tetraxloridida yaxshi eriydi, oson bug’lanadi va o’tuvchi vodorod 
oqimida to’yinadi. Manba kirishma bug’lari issiq sirtda vodorod bilan tiklanadi: 
2𝑃𝐶𝑙
3
+ 3𝐻
2
→ 2𝑃 + 6𝐻𝐶𝑙 (2.13) 
Galogenidlar yuqori bug’ bosimiga ega bo’lib temperaturaga kuchli 
bog’liq, shuning uchun temperaturaning ozgina o’zgarishi o’suvchi qatlamda 
kirishma konsentratsiyasining keskin o’zgarishiga olib keladi. Keyingi vaqtda 
bor bilan legirlash uchun bug’ bosimi temperaturaga kuchsiz bog’liq bo’lgan 
yuqori teperaturada qaynovchi birikmalar qo’llanilmoqda. Bu birikmalar olingan 
kremniy qatlam solishtirma qarshiliklari 0,005 dan 5 Om
∙sm oralig’ida yotadi. 
Gaz razryadli usulda qattiq manbalar sifatida 
B
4
C, AlB
2
, Sb+(1...2)% As 
qotishma va boshqalar ishlatiladi. Ular gaz razryadli kamerada elektrodlar 
vazifasini o’taydi. Ishchi reaktorli qurilmaga ulangan elektrodlar orasiga impuls 
kuchlanish berish natijasida kamerada uchqunli razryad yuz beradi. Uchqunli 
razryad plazmasida elektrod materiallar qisman bug’lanadi. Vodorod bilan 
ko’chuvchi bug’lar qurilmaning reaksiya zonasiga yetadi. U yerda ularning erkin 
legiranuvchi kirishmalarga ajralishi bilan yoyilish yuz beradi. Kirishma 

---

29 
konsentratsiyasini elektrodlar orasidagi masofani o’zgartirish, elektrodlarga 
berilayotgan kuchlanish, takroriylik va impulslar davomiyligi berish hamda gaz 
razryadli kamera orqali o’tayotgan vodorod oqimi tezligi bilan boshqarish 
mumkin. 
Kremniy n-o’tkazuvchanlikdagi qatlamni olish uchun elektrod materiallar 
sifatida surmali Sb+0,1%P yoki Sb+l%As, hamda GaP, GaAs yoki InSb 
qotishmalaridan foydalaniladi. Gazli uchqun razryad bu moddalar sochilishi 
tufayli parchalanadi, bunda P, As va Sb vodorod bilan birikib gidridlar hosil 
qilib, elektrodlar orasida ko’chadi. Taglik zonasida gidridlar sochiladi va 
kirishmalar o’suvchi kremniy qatlamiga kiradi. Galliy gidridlar hosil qilmaydi 
va kameradan epitaksial qatlamlarni olish uchun lantan borid 
LaB
6
, alyuminiy 
borid 
AlB
2
, bor karbidi 
B
4
C elektrodlaridan foydalaniladi. Bunda bor vodorod 
bilan diboran hosil bo’ladi. Gaz fazada kiritilayotgan kirishmalar zichligini 
uchqun razryad takroriyligini boshqarish bilan o’zgartirish mumkin. 
A
III
B
V
turdagi kimyoviy birikmalarning qo’llanilish sohalari uzluksiz 
kengayib bormoqda. Hozirgi vaqtda optoelektronikada informatsiyaning tasvirli 
tizimlari, nurlanish manbalari va qabul qilgichlar, yarimo’tkazgichli lazerlar va 
boshqalar yaratilishida keng foydalanilmoqda. Yuqoridagi barcha qurilmalarda 
yarimo’tkazgichli tuzilma faol ishtirok etadi, odatda eng kamida ikkita avto- 
yoki geteroepitaksial qatlam mavjud. 
A
III
B
V
turdagi birikmalar va ular asosidagi qattiq eritmalarni ularning erish 
temperaturasi va bug’lanish bosimining balandligi tufayli elementlardan 
to’g’ridan-to’g’ri sintez qilish murakkabdir. Galliy arsenidi havoda 300°C 
temperaturada qizdirilsa oksidlanadi, 600°C dan boshlanib arsenik ajralib 
chiqish bilan birikma bug’lana boshlaydi. Suyulish temperaturasida bug’ bosimi 
105 Pa ni tashkil qiladi. 
GaP suyulish temperaturasida fosfor bug’ining bosimi 
3.5 ∙ 10
6
Pa tashkil 
qiladi. Suyultma holidagi GaAs va GaP barcha konteyner materiallar bilan juda 
faol va o’zaro ta’sirda bo’la boshlaydi. 
A
III
B
V
texnologiyasida qo’llanilayotgan 
sun’iy kvars qotishma GaAs ni kremniy bilan ifloslantiradi. 

---

30 
Yuqoridagi qiyinchiliklarni birikmaning suyulishi erish temperaturasidan 
pastroq temperaturada gaz fazadan
A
III
B
V
turdagi birikmalar epitaksial 
qatlamlarini o’stirishda yo’qotish mumkin. 
GaAs va qattiq eritmalar asosida gaz fazada epitaksiya olishda gaz 
tashuvchi sifatida vodoroddan foydalanilgan holda xlorid va xlorid gidrid tizimi 
o’tqazish mumkin. Bu usulning asosiy afzalligi foydalanilayotgan dastgohning 
soddaligi; oqim tezligini va birikma-tashuvchi zichligini o’zgartirish yo’li bilan 
qatlam o’sishi jarayonini boshqarish mumkinligi; turli kirishmalar bilan 
legirlash; uzluksiz jarayonda ko’p qatlamli tuzilmalarni olish; jarayonni 
avtomatlashtirish; yedirishning osonligi va boshqalar kiradi. 
Endi qisqacha asosiy reagentlar tizimida kimyoviy aylanishlar va 
epitaksiyaning bir qancha kinetik xususiyatlariga to’xtalamiz. 
Ga − AsCl
3
− H
2
tizimlari afzalliklari bitta reaktorda 
AsCl
3
ni vodorodli 
tiklanishida tozalash usulida chuqur tozalikda 
AsCl
3
va yuqori tozalikda arsenik 
va vodorod xloridi olish mumkinligidir. Bu tizimda galliy arsenidi epitaksial 
qatlamini olish qurilmasi 2.5-rasmda ko’rsatilgan. Reaktor uchta qizish zonasiga 
ega. Uning kirishiga vodorodli bug’ AsCl
3
aralashma keladi va birinchi zonada 
quyidagi reaksiya sodir bo’ladi: 
2𝐴𝑠𝐶𝑙
3
+ 3𝐻
2
→ 6𝐻𝐶𝑙 + (1 2
⁄ )𝐴𝑠
4
(2.14) 
Ikkinchi zonada birinchi zonadan kelgan vodorod xloridi eritma galliy bilan 
o’zaro ta’sirlashadi. 700°C dan yuqori temperaturada ortiqcha galliy mahsuloti 
ta’sirida galliy subxloridi paydo bo’ladi: 
𝐺𝑎 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝑎𝐶𝑙 + (1 2
⁄ )𝐻
2
(2.15) 

---

31