Soliyeva Muhlisa Ikrom qizi
-rasm. ???????? − ???????????????? ???? − ???? ???? tizimida GaAs epitaksial qatlamlar olish uchun
Download 0.94 Mb. Pdf ko'rish
|
yarim o\'tkazgich asboblardan foydalanib epitaksiya
- Bu sahifa navigatsiya:
- 2.6-rasm. Galliy-organik birikmalardan foydalangan holda galliy arsenidi epitaksial qurilma sxemasi
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. |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling