Soliyeva Muhlisa Ikrom qizi

2.5-rasm. 
𝐆𝐚 − 𝐀𝐬𝐂𝐥
𝟑
− 𝐇
𝟐
 tizimida GaAs epitaksial qatlamlar olish uchun 
qurilmasxemasi:
1–arsenik zonasi 425°C (I); 2-galliy zonasi 800°C (II); 3 taglik zonasi 750–
900°C (III); 4–reaksiya mahsulotlari chiqishi; 5–vodorod kirishi; 
6-
AsCl
3
li barboter; 
2.6-rasm. Galliy-organik birikmalardan foydalangan holda galliy arsenidi 
epitaksial qurilma sxemasi:
1-gaz tashuvchi ballon; 2-gazni tozalash bloki; 3–galliy-organik birikmali 
barboter; 4-legirlovchi qo’rg’oshin manbai; 5-taglik; 6-kvars reaktor; 7-vodorod 
aralashmali gidrid ballonlar; 8-rotametr. 

---

32 
Uchinchi zonada geterogen reaksiya natijasida galliy arsenidi sintezi va 
taglikda epitaksial qatlam hosil bo’ladi: 
2𝐺𝑎𝐶𝑙 + (1 2
⁄ )𝐴𝑠
4
+ 𝐻
2
→ 2𝐺𝑎𝐴𝑠 + 2𝐻𝐶𝑙 (2.16) 
Jarayonning o’ziga xos xususiyati ikkinchi zonada arsenik bilan galliy 
eritmasining to’yinishidir. Eritma to’yingandan so’ng uning sirtida galliy 
arsenidi pardasi hosil bo’ladi, zonaga keluvchi ortiqcha arsenik vodorod oqimi 
bilan qo’shilib ketadi va reaktorning sovuq qismlariga o ‘tiradi. Odatda taglikni 
galliy eritmasi arsenik bilan to’yinish jarayoni tugagan joyga kiritiladi. Bu gaz 
aralashma tarkibi o’zgarmasligini ta’minlab qatlamning bir jinsli o’sishiga olib 
keladi. Zona kirishdagi 
AsCl
3
va GaCl bug’ bosimlari nisbatini o’zgartirish 
bilan o’tirish zonasida taglikni yedirish va turli tezlikda epitaksial qatlam 
o’stirish rejimlarini aniqlash mumkin. Qatlam o’sishi tezligi taglik 
yo’nalganligiga bog’liq. Odatda quyidagi munosabat kuzatiladi: 
v
(III)A
>
v
(100)A
> v
(211)B
> v
(311)B
. Bu yerda A-metall, B-metalloid panjara qismiga 
tegishli belgilar. 
Galliy arsenidining boshqa tizimlaridan ham epitaksial qatlamlarni olish 
mumkin. Bular: 
𝐺𝑎𝐶𝑙 − 𝐴𝑠𝐶𝑙
3
− 𝐻
2
; 
𝐺𝑎𝐶𝑙
3
− 𝐴𝑠 − 𝐻
2
; 
𝐺𝑎𝐴𝑠 − 𝐻𝐶 − 𝐻
2
; 
𝐺𝑎𝐴𝑠 − 𝐼
2
− 𝐻
2
; 
𝐺𝑒𝐴𝑠 − 𝐻
2
𝑂 − 𝐻
2
tizimlaridir. O’tirish zonasidagi kimyoviy 
reaksiyalar kinetikasi o’xshash. Faqat, oxirgi tizimda, farqli ravishda tashuvchi 
sifatida suv bug’idan foydalaniladi. Bu tizimda manba zonasida temperatura 
1000–1100°C bo’lib, jarayon galliy arsenidining oksidlanishiga olib keladi: 
𝐺𝑎𝐴𝑠
𝑞𝑎𝑡
+ (1 2
⁄ )𝐻
2
𝑂
𝑔
↔ (1 2
⁄ )𝐺𝑎
2
𝑂
𝑔
+ (1 2
⁄ )𝐻
2(𝑔)
+ (1 2
⁄ )𝐴𝑠
(𝑔)
 (2.17) 
𝐴𝑠
4
↔ 2𝐴𝑠
2
 
Temperaturasi 50% kam bo’lgan zonada, ya’ni o’tirish zonasida galliy 
arsenidining sintezi ro’y beradi va bu yerda suv ajralib chiqishi ham kuzatiladi: 

---

33 
𝐺𝑎
2
𝑂
𝑔
+ (1 2
⁄ )𝐴𝑠
4(𝑔)
+ 𝐻
2
↔ 2𝐺𝑎𝐴𝑠
(𝑞𝑎𝑡)
+ 𝐻
2
𝑂
𝑔
(2.18) 
Galliy arsenidi o’stirishi uchun xlorid-gidridli 
𝐺𝑎 − 𝐻𝐶𝑙 − 𝐴𝑠𝐻
3
− 𝐻
2
dan 
ham foydalanish mumkin. 
A
III
B
V
yoki ularning qattiq eritmalari binar birikmalari epitaksial 
qatlamlarini olishda 
B
V
tarkiblovchining uy temperaturasida gaz holda 
bo’lganligi, gaz fazada tarkibi o’zgarmasligi va legirlash jarayonini boshqarishni 
ta’minlaydi. 
Galliy nitridi asosida yorug’lik diodlari bitta jarayonda olinadi. Oldin azot 
panjarasida vakansiya hisobiga yuqori elektron o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan 
legirlanmagan qatlam o’stiriladi. Keyin bu qatlam ustiga qo’rg’oshin bilan 
legirlangan kompensatsiyalangan i-qatlam o’stiriladi. Legirlangan qatlam o’sishi 
900°C da amalga oshiriladi.
Suyuq fazada epitaksiya. Suyuq fazada epitaksiya ko’pchilik  
A
III
B
V
binar 
va uchlik yarimo’tkazgich birikmalarni o’tqazish uchun, ayniqsa turli tagliklarda 
ko’p qatlamli p-n va izoturdagi tuzilmalarni olish uchun qo’llaniladi. 
Suyuq 
fazali 
epitaksiyaning 
afzalliklari: 
stexiometrik 
eritmadan 
foydalanish zarur emasligi; faza o’sishi temperatura kombinatsiyasi va likvidus 
chizig’iga yaqin tarkibda yuz berishi; bu o’z navbatida qatlamlarda kimyoviy 
tuzilish nuqsonlari zichligini kamaytirishga, temperatura pasayishi bilan 
ko’pchilik kirishmalarning taqsimot koeffitsientining kamayishiga imkon beradi. 
Issiqlik vakansiyalar zichligi ham kamayadi. 
Suyuq epitaksiyada likvidusning har qanday nuqtasida kristallanishi va 
unda yengil uchuvchi tarkiblovchilarning bug’ bosimi kamayishi sodir bo’ladi. 
Masalan, galliy asosida qotishma-eritmadan 1000°C da GaP ni o’stirishda fosfor 
P
2
bug’i bosimi 10 Pa tashkil qiladi va natijada fosforning yo’qotishlari 
yetarlicha oz bo’ladi (Stixiometrik qotishmadan 1470°C da o’stirishda fosfor 
bosimi 
3.2 ∙ 10
6
Pa ni tashkil qiladi). 

---

34 
Suyuq epitaksiya jarayonida o’sish tezligi kichik bo’lganligi sababli qatlam 
qalinligini yuqoriroq aniqlikda boshqarish imkonini beradi. Bu usul diffuzion va 
boshqa shakllar hosil qiluvchilarga nisbatan ham bir qancha marta ko’p afzaldir. 
Bu ayniqsa, ko’p qatlamli davriy tuzilmalarni olishda ahamiyatlidir. Suyuq 
fazada epitaksiya usuli, taglikka nisbatan, qatlamda dislokatsiya zichligi 
kamayishiga olib kelib, yorug’lik asboblarida yuz beradigan nurlanishsiz 
rekombinatsiya jarayonlarini kamaytiradi. Suyuq fazadan epitaksiya olish 
usullarini ikkita katta guruhga bo’lish mumkin. Ulardagi farq qatlamda 
kirishmalarning oxirgi taqsimoti bilan aniqlanadi: 
1. Yo’nalishli kristallanish usuli. Bu holda epitaksiya m a’lum tarkibdagi 
suyuq fazadan va tashqi muhit bilan o’zaro ta’sirsiz hajmda bo’ladi. Epitaksiya 
jarayonida suyultma hajmi kamayadi. 
2. Dastur zonali qayta kristallanish usuli. Bunda tashqi manbalar gaz, suyuq 
yoki qattiq fazada vaqt davomida kam o’zgaruvchi ma’lum hajmli suyuq fazali 
qatlamdan foydalaniladi. 
Birinchi guruh usullari uchun qatlamning butun qalinligi bo’yicha 
kirishmalar taqsimoti bir jinsli emasligi xarakterlidir. Kirishmalar zichligining 
o’zgarishi yo’nalishli kristallanish asosiy tenglamasiga binoan bo’lishini 
ko’rsatadi. 
𝑁
𝑞𝑎𝑡
= 𝑁
𝑗𝑜
𝑘(1 − 𝑔)
𝑘−1
(2.19) 
bu yerda, 
N
qat
- qatlamda kirishma zichligi; 
N
jo
—suyuq fazada kirishma 
boshlang’ich zichligi; k- kirishmalarning effektiv taqsimot koeffitsienti; g-taglik 
hajmida suyuq faza hajmining kristallangan ulushi. 
Ikkinchi guruh usullarida olingan qatlamlarida kirishmalarning taqsimoti 
epitaksial qatlamning boshlanish va oxirgi qismida bir jinsli emasligi, o’rta 
qismida esa kirishmalar taqsimoti bir jinsli ekanligi kuzatiladi. Qattiq fazada 
kirishmalar taqsimoti quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: 

---

35 
𝑁
𝑞𝑎𝑡
= 𝑁
𝑞𝑎𝑡.𝑜
[(1 − (1 − 𝑘)𝑒𝑥𝑝 (−
𝑘ℎ
𝜆
)] (2.20) 
bu yerda, 
N
qat.o
-qattiq fazada kirishmalarning boshlang’ich zichligi; h-epitaksial 
qatlam qalinligi; 
𝜆-suyulish sohasi uzunligi. 
Odatda konstruksiyasi buraluvchi yoki chayqaluvchi (tebranuvchi) 
pechkadan foydalaniladi. Ko’rilayotgan tizimni faza diagrammasining 
ko’rinishidan aniqlangan temperaturada ushlab turilgandan so’ng va hosil 
bo’lgan suyuq fazada to’yingan eritma mahkamlangan taglikka quyiladi. 
Sistemani sekin sovitish bilan eritmaning o’rta to’yinishi, uning yemirilishi va 
epitaksial qatlam ko’rinishida taglikda eritma moddaning ajralib kristallanishi 
paydo bo’ladi. Shu paytning o’zida legirlashni ham amalga oshirish mumkin. 
2.7-rasmda suyuq epitaksiyada temperaturaning vaqtga bog’liq rejimi 
ko’rsatilgan. Eritma sovushi tezligi 1-10 K/min tashkil qiladi. 
Kremniy karbidi epitaksiyasi. Kremniy karbidi SiC epitaksiyasi yordamida 
yorug’lik va to’g’rilagich diodlar, yuqori temperaturaga chidamli 
tenzorezistorlar, yuqori energiyali zarrachalarni qayd qiluvchi asboblar va 
boshqa turli asboblar tayyorlash mumkin. Bu material - yuqori mexanik qattiqlik 
va mustahkamlikka ega. Uning elektr o’tkazuvchanligi turi va solishtirma 
qarshiligi qiymatini boshqarish imkoni borligi ma’lum. Undan juda qiyin 
sharoitlarda ishlashi mumkin bo’lgan qurilma va asboblar yaratish mumkin. 
Kremniy karbidi epitaksial qatlamini gaz fazada va suyuq fazada olish mumkin. 

---

36