Soliyeva Muhlisa Ikrom qizi

1.3. Epitaksial o’sishning prinsip va metodlari 
Tartibli o’sish asosida zarralarning minimal natijaviy energiyaga intilishi 
yotib, bunga, qoidaga ko’ra, ularning regulyar joylashuvida erishiladi. Hajmiy 
kristalning o’sishida (masalan, eritmadan) asosiy muammo shundaki, bu 
minimum chuqurligi zarraga regulyar panjarada kerakli joyga yetib olishi uchun 
zarur bo’lgan kinetik energiyaga mos kelar ekan. Buning natijasida, kristallar 
ko’p miqdorli nuqsonlar (bo’sh o’rinlar, molekulalar orasida atomlar, 
dislokatsiyalar va h.k) bilan o’sadi. Bundan tashqari, hajmiy o’sish bir necha 
yo’nalish bilan bir vaqtda yuz berib, buning natijasida kristallar ko’pincha blokli 
bo’ladilar. Nuqsonlarning qo’shimcha manbalari kristalga shixtadan va 
o’stiruvchi qurilma konstruksiyasi elementlaridan tushuvchi begona 
kirishmalardir. 
 
Epitaksial o’sishning afzalliklari: 
1. 
O’sish yo’nalishni va o’suvchi qatlam strukturasini beruvchi 
avvaldan tayyorlangan kristal tekislikning mavjudligi; 
2. 
O’stiruvchi sirtning orasi erish temperaturasidan ancha pastligiga 
asoslangan o’sish jarayonining notekis xarakteri; 
3. 
O’suvchi materiallar atomlar effektiv sirtiy diffuziyasining 
mavjudligi; 
4. 
O’suvchi materialning yuqori chastotaliligi va kristallanish 
elementiga ega o’suvchi strukturalarning kontaktda bo’lmasligi; 

---

16 
2-BOB. YARIMO’TKAZGICH ASBOBLAR TEXNOLOGIYASIDA 
EPITAKSIYADAN FOYDALANISH ASOSLARINI O’RGANISH 
 
2.1. Epitaksial o’tqazishning asosiy usullari,
kremniy va germaniy epitaksiyasi 
Yarimo’tkazgich 
asboblar 
va 
integral 
mikrosxemalar 
tayyorlash 
texnologiyasida yarimo’tkazgich materialga ba’zi qarama-qarshi talablar 
qo’yiladi. Masalan, impulsli diodlarda teshilish kuchlanishini oshirish uchun 
yarimo’tkazgich plastinkaning solishtirma qarshiligini oshirish kerak, u esa 
ikkinchi tomondan, yoyilma oqim qarshiligi o’sishiga, asbobning impuls 
xossalari 
va 
tezkorligini 
yomonlashtiradi. 
Tranzistorlar 
tayyorlash 
texnologiyasida ham muammolar mavjud. Masalan, kollektor sohasining 
solishtirma qarshiligini katta bo’lishi yuqori teshilish kuchlanishi olishiga imkon 
beradi, biroq kollektor hajmida katta miqdordagi zaryadlar to’planishiga olib 
kelib, transistor tezkorligini kamaytiradi va kollektorning katta ketma-ket 
qarshiligi tranzistor quvvatini chegaralab qo’yadi. Xuddi shunday muammolar 
boshqa yarimo’tkazgichli asboblar va integral mikrosxemalar tayyorlashda ham 
uchraydi. Epitaksiya usuli yaratilishi yuqoridagi muammolarni yechishda 
anchagina imkoniyat berdi. 
Epitaksiya termini XX asrning 50-yillarida paydo bo’lib, u «epi» – sirti, 
«taksis» — joylashish ma’nolarini anglatadi. Binobarin, epitaksiya bu kristall 
taglik sirtida muayyan yo’nalishli kristall qatlamni o’stirishdir. Demak, 
epitaksial qatlam — taglik tuzilishini saqlovchi, kristall taglikka o’tqazilgan 
monokristall material. Epitaksial o’sish jarayonida hosil bo’luvchi faza 
epitaksial qatlam o’sishi yordamida kristall panjarani qonuniy davom ettiradi. 
O’tish qatlami kristall fazada o’suvchi taglik tuzilishi to’g’risidagi 
ma’lumotni tashuvchi vazifasini bajaradi. Epitaksial jarayonning uch guruhi: 
avto, getero va xemoepitaksiya ko’rinishlari ma’lum.
1. 
Avtoepitaksiya (gomoepitaksiya) – taglik moddadan kimyoviy farq 
qilmaydigan, tuzilishi bo’yicha bir xil bo’lgan taglik sirtida yo’nalishli kristall 

---

17 
qatlam o’stirish jarayonidir. Bu jarayonda gomogen elektron – kovak tuzilma 
paydo bo’lishi imkoni yaratiladi. 
2. 
Geteroepitaksiya — kristallokimyoviy o’zaro ta’sir natijasida taglik 
modda tarkibidan farq qiladigan modda qatlamining yo’nalishli o’sishi 
jarayonidir.
3. 
Xemoepitaksiya — tashqi muhitdan keluvchi modda bilan 
taglikning o’zaro kimyoviy ta’siridan yangi faza hosil bo’lgani holda moddaning 
yo’nalishli o’sishi jarayonidir. Hosil bo’lgan xemoepitaksial qatlam, tarkibi 
bo’yicha, taglik moddadan va sirtga keluvchi moddadan ham farq qiladi. 
O’suvchi qatlam hosil bo’lishidagi fizik – kimyoviy hodisalar tabiati farqi 
bo’yicha epitaksiyaning uchta asosiy texnologik usullari mavjud: 
1. Vakuumda molekulalar oqimidan molekulyar – nur epitaksiya; 
2. Gaz yoki bug’ – gaz aralashmasida kimyoviy o’zaro ta’sir oqibatida 
yuz beradigan gaz fazali epitaksiya; 
3. Eritish yoki suyuq fazadan re – kristallanish yo’li bilan suyuq fazada 
epitaksiya. 
Quyida qisqacha bu uchta usulning asosiy xususiyatlarini ko’rib chiqamiz. 
Molekulyar–nur epitaksiya. Vakuumda molekulyar–nurlar oqimidan hosil 
qilinadigan epitaksiya moddaning to’g’ri ko’chishidan sodir bo’ladi. Modda – 
manba yuqori vakuumda fokuslangan elektron nur oqimi yordamida molekulyar 
zarrachalar oqimini uzluksiz bug’latib (oraliq o’zaro ta’sirsiz) taglikka yetkazib 
beriladi. Taglik sirtga o’tirgan yarimo’tkazgich zarralari molekulyar o’zaro ta’sir 
ostida yarimo’tkazgich kristalli yo’nalishini aniqlovchi to’g’ri tizimni hosil 
qiladi. Epitaksial qatlam o’sishi sirt bo’ylab yuz beradi va o’suvchi qatlam taglik 
tizimini qaytaradi. 
Molekulyar–nur epitaksiyaning boshqa turi–bu sublimatsiya usulidir. Bu 
usulda taglikdan bir necha yuz mikrometr narida joylashgan yarimo’tkazgichni 
elektr tokida qizdirish bilan bug’lantirib epitaksial qatlam hosil qilinadi. Bu 
holda na’muna–manba suyultmaydi, faqat bug’lanish va uning taglikka 
ko’chishi yuz beradi. Olingan qatlam o’ta yuqori solishtirma qarshilikka ega 

---

18 
bo’ladi, chunki vakuumli kamerada kirishmalar kam bo’ladi. Biroq, bu usulning 
unumdorligi kichik bo’lganligi uchun ishlab chiqarishda qo’llanilmaydi. 
Kimyoviy o’zaro ta’sir yordamida gaz fazada epitaksiya. Gaz fazada 
yarimo’tkazgich atomlari kimyoviy birikmalar tarkibida ko’chib, kimyoviy 
o’zaro ta’sir yordamida ajralib taglikka o’tiradi. Kimyoviy birikmada elementar 
yarimo’tkazgichlar – germaniy va kremniy qatnashishi mumkin. Ishlab chiqarish 
sharoitida epitaksial qatlamlarni olish kimyoviy usullari ancha keng qo’llaniladi. 
Gaz fazada epitaksial o’sishning mexanizmlaridan ikkitasini ko’rib o’tish 
mumkin. Birinchi mexanizmga asosan, taglikda yarimo’tkazgich taglik sirtida 
kataliz dissotsiatsiya reaksiyasi natijasida hosil bo’ladi. Ikkinchisiga asosan, 
taglikdan yuqoriroqda yarimo’tkazgich birikmalari parchalanishi sodir bo’ladi. 
Gaz fazada diffuziya yo’li bilan yarimo’tkazgich zarrachalar taglikka yetib 
boradi. 
Yarimo’tkazgich atomlarining ajralib chiqish kimyoviy reaksiyalarini 
to’rtta guruhga ajratish mumkin: 
1. Galoid birikmalarini dissotsiyalanishi: 
2𝑌𝑎𝐺
2
↔ 𝑌𝑎𝐺
4
+ 𝑌𝑎 (2.1) 
bu yerda Ya – yarimo’tkazgich atomi (germaniy, kremniy); G – galoid atomi 
(xlor, ftor, brom, yod). 
2. Galoid birikmalarini vodorod bilan tiklash reaksiyasi: 
𝑌𝑎𝐺
4
+ 2𝐻
2
↔ 𝑌𝑎 + 4𝐻𝐺 (2.2) 
𝑌𝑎𝐻𝐺
3
+ 𝐻
2
↔ 𝑌𝑎 + 3𝐻𝐺 (2.3) 
3. 
Qizdirish natijasida birikmalarning parchalanishi – piroliz (issiqlik 
sochilish): 

---

19 
𝑌𝑎𝐻
4
↔ 𝑌𝑎 + 2𝐻
2
(2.4) 
4. Ikkita bosqichda o’tuvchi kimyoviy ko’chish reaksiyasi: 
𝑌𝑎 + 2𝐻𝐺 ↔ 2𝐺
2
+ 𝐻
2
(ko’chish) (2.5) 
𝑌𝑎𝐺
2
+ 𝐻
2
↔ 𝑌𝑎 + 2𝐻𝐺 (ko’chish) (2.6) 
Bu yerdagi barcha reaksiyalar qaytuvchi. Reaksiya qaytishi yo’nalishi va 
o’tirish tezligi boshlang’ich moddalar zichligi va jarayon rejimiga bog’liq. 
Suyuq fazada epitaksiya. Suyuq fazali epitaksiya usuli to’yingan 
yarimo’tkazgich material eritmasidan yarimo’tkazgich monokristall qatlamini 
o’stirishdan iborat. Eritmaga cho’ktirilgan yarimo’tkazgich taglik sirtida uni 
sovitish natijasida kristallanishi yuz beradi. Ko’pchilik hollarda suyuq fazadan 
kristallanishda erituvchi sifatida yarimo’tkazgich suyuq holatida eruvchanligi 
yuqori bo’lgan metall, masalan, Al–Si yoki Au–Si tizimdan foydalaniladi. 
Yarimo’tkazgich birikmalarining suyuq fazada epitaksiyasini olish uchun 
erituvchilar sifatida oson eruvchi birikma tarkiblovchilari, masalan, GaAs va 
GaP uchun Ga qo’llaniladi. Bu esa kristallanish temperaturasi kamayishiga, 
taglik eritma chegarasida temperatura gradienti kamayishiga olib keladi va 
o’stirilgan qatlam tozaligini oshiradi. 
Gaz va suyuq epitaksial qo’shilgan usul (bug’–suyuq–qattiq jism jarayoni) 
istiqbollidir. Yarimo’tkazgich taglik sirtiga evtektik tarkibli suyuq fazani hosil 
qiluvchi yupqa metall qatlam surkaladi. Bu past temperaturalarda epitaksial 
qatlamlarni olish imkonini baradi. Yarimo’tkazgich atomlari suyuq qatlam bilan 
taglik hosil qilgan chegara orqali gaz faza orqali o’tiradi va ularning 
diffuziyalanishi natijasida kristallanish yuz beradi. Bu yerda eritma qatlami 1 
mkm dan oshmaydi va amalda epitaksial qatlam o’sish tezligi eritmada 
diffuziyalanish vaqtiga bog’liq bo’lmaydi. 
Epitaksiya usulida olingan tuzilmalar tavsifnomalari qotishmali usulidagiga 
asosan o’xshashdir.