Va yarimotkazgichli asboblar texnologiyasi

2-BO B.  YAM M O‘TKAZGICHLARDA  KIRISHMALAR
Kristall  panjarasidagi  yot  atom lar  (kirishmalar)  panjara  nuqsonlari 
jumlasiga  kiradi.  Kirishma  atom lar  kristallning  asosiy  atom lariga  nisbatan 
juda  oz  m iqdorda  b o ‘lishiga  qaram asdan  uning  elektrofizik  xossalariga 
m uhim   ta ’sir  ko‘rsatadi.
Kirishmalar  o ‘zining  tutgan  o ‘rni  va  bajaradigan  vazifalariga  qarab  bir 
necha  turlarga  bo‘linadi.
2.1.  0 ‘rinbosar va  suqilma  qattiq  eritmalar
Kirishma  atom lar  kristall  panjarasida  tugunlardagi  asosiy  atom lar 
o ‘rniga  o ‘tirib  oladi  (bunday  kirishmani  o ‘rinbosar  qattiq  eritma  deyiladi) 
yoki  ular  panjara  tugunlari  orasiga joylashadi  (bunday  kirishmani  suqilma 
qattiq  eritma  deyiladi).  Bu  ikki  holni  geom etrik  va  elektrokimyoviy 
om illar  aniqlaydi.
0 ‘rinbosar 
kirishm alar 
hosil 
b o ‘lishi 
uchun 
kirishma 
atom i 
radiusining  asosiy  atom   radiusidan  farqi  15%  dan  oshmasligi,  asosiy  va 
kirishma  atom lar  elektrokimyoviy  jihatidan  o ‘xshash  b o ‘lishi  zarur( 
keyingi  shartning  m a’nosi:  m azkur  ikki  xil  atom larning  valent  qobig‘idagi 
elektronlar  soni  teng  yoki  ±  1  qadar  farqlanishi  kerak).
Suqilish  kirishm alar  hosil  bo‘lishi  uchun  kirishma  atom i  radiusining 
asosiy  atom   radiusiga  nisbati  0,59  dan  kichik  bo‘lishi  zarur.  M iqdoriy 
shartlar  tajriba  yo‘li  bilan  topilgan.  H ar  bir  kirishma  atom   o £zi  turgan joy 
atrofida  panjara  davriyligini  buzadi  va  eektron(kovak)  uchun  mahalliy 
sathlar  hosil  qiladi,  bu  sathlar  kirishm alar  zichligi  uncha  katta 
b o ‘lmaganda,  ta ’qiqlangan  zonada  joylashgan  b o ‘ladi.  Ko‘p  bosqichli 
tozalashdan  so‘ng  yarim o‘tkazgich  m oddada  qoldiq  kirishm alar  turlari  va 
m iqdorlarini  aniqlab  olish  m uhim ,  am m o  eng  m uhim i-  muayyan 
maqsadni  nazarda  tutib 
tegishlicha  tanlangan  boshqa  elem entlar 
atom larini  istalgan  m iqdorda  va  m a’qul  usul  bilan  yarim  o ‘tkazgichga 
kiritishdir.  Ana  shu  m uam m o  hal  qilingandan  so‘ng  yarim o‘tkazgichlar 
elektronikasi juda  tez  rivojlana  boshlaganligini  ta ’kidlaymiz.
Yarim o‘tkazgichlarga  kirishmalar  kiritish  legirlash  yo‘li  bilan  ularning 
elektrik  o ‘tkazuvchanligini  va  boshqa  xossalarini  o ‘zgartirish  m umkin. 
Yarim  o ‘tkazgich  monokristallini  suyulmalardan  hosil  qilish  jarayonida 
suyulmaga 
istalgan 
boshqa 
m oddalar 
atom lari 
kiritiladi. 
Bunda 
monokristall 
hajmida 
kirishmalarning 
tekis 
taqsim la-nishini 
ta ’m inlaydigan  choralar  q o ‘llanadi.
22

Biz  endi  elektronika  sanoatida  keng  qollanadigan  usullar  to ‘g‘risida 
qisqacha  m alu m o t  beramiz.
2.2.  Diffuziya  usuli  bilan  kirishmalar  kiritish
Y arim olkazgichlarda  diffuziya  jarayonlari  haqida  keyin  batafsilroq 
to ‘xtalamiz.  Bu  joyda  mazkur  usulning  qisqacha  tavsifini  keltiramiz, 
xolos.
Bu  usulda  maxsus  idishlarga  (tigellarga)  yarim  o lkazg ich   kristalli,  u 
bilan  birga  kiritiladigan  m oddaning  tayinli  m iqdori  ham   joylanadi,  so‘ng 
diffuziya  pechida  (kristalining  suyulish  tem peraturasidan  past  b o ig an ) 
yuqori  tem peraturagacha  qizdiriladi,  kirishma  m odda  b u g ian ad i  va  uning 
atomlari  kristall  ichiga  diffuziyalanib  kira  boradi.  Bu  atom lar  yo  asosiy 
atom lardan  b o ‘shab  qolgan  tugunlarga,  yoki  tugunlar  orasiga  joylashib 
oladi. 
Masalan, 
kremniyga 
fosforni 
~1200°C 
tem peraturada 
diffuziyalanadi,  chunki  kremniyning  suyulish  tem peraturasi  taxm inan 
1410°C  bolganligi  uchun  u  o ‘zining  qattiq  holatini  saqlaydi,  am m o 
atom lar  issiqlik  harakati  kuchayishidan  vakansiyalar  ko‘payib  ketadi, 
fosfor  va  kremniy  atomlari  radiuslari  bir  biriga  yaqin  bolganligi  uchun 
fosfor  atomlari  kremniy  kristalli  tugunlariga  joylashib, 
o ‘rinbosar 
kirishma  hosil  qiladi.
Diffuziya  jarayonida  kristall  ichida  kirishma  atom lar  taqsimoti  Fik 
qonunlaridan  kelib  chiqadigan  diffuziya  tenglamasini  yechish  orqali 
aniqlanadi.
Agar  N   (x,  t)  diffuziyalanuvchi  kirishma  atom lari  zichligi  (x-o  kristall 
sirti  tekisligini  belgilaydi),  D  ularning  diffuziya  koeffitsiyenti  b o lsa, 
x y o lan ishda
d 2N
d t 
dx
2
Diffuziya  tenglamasining  cheksiz  (doimiy)  m anba  holidagi  (kristall 
sirtida  kirishma 
zichligi 
N
q
 
deb 
olingandagi) 
yechimi 
quyidagi 
ko‘rinishda  b o ‘ladi.

1.16—rasm,  Kristalga  kiritilgan 
ionlar  zichligi  taqsimoti.
Bu 
holda 
kristall 
sirti 
yaqinida  kirishma  bilan  to ‘yingan 
yupqa  qatlam  hosil  b o iad i.  Bu 
qatlamdagi  kirishma  zichligi  im- 
koni  boricha  katta  qilib  olinadi. 
Bu  bosqichni  kirishma  kiritish 
bosqichi  deyiladi.  So‘ngra,  tash- 
qaridan  kirishma  kiritish  bartaraf 
qilinib  (m anba  uzoqlashtirilib), 
kristallga  kirib  b o ig a n   kirishma 
yuqori  tem peraturada  qayta  taq-
simlanishga  duchor  qilinadi.  Bu  bosqichni  kirishmani  (kristall  ichiga) 
haydash  deyiladi.  U  chekli  kirishma  m anbaidan  diffuziyalanish  holiga 
mos  keladi.  Bu  holda  (1.12)ning  yechimi
N ( x , t )   =
Q
:exp[
4  nD t 
i j D t
],
(1.13)
bundagi  Q-legirlash  dozasi.  Y arim olkazgichli  asboblar  sanoatida  planar 
texnologiyada  xuddi  shu  ikki  bosqichli  diffuziya  usuli  q ollanadi.
2.3.  Ionlar  kiritish  usuli
Kiritiladigan  kirishma  atom lari  dastavval  ionlashtiriladi,  so‘ngra  bu 
ionlarni  katta(bir  necha  kilovoolt  chamasidagi)  kuchlanishli  elektrik 
maydonda  tezlashtiriladi,  shunda  ular  kristall  plastinasiga  kira  oladigan 
b o ia d i,  ularning  taqsimoti  1.16-rasmda  keltirilgan.
Bu  usul  ionlar  tokini  va  nurlash  vaqtini  nazorat  qilish  orqali 
kiritilayotgan  kirishmani  aniq  ham da  takrorlanuvchi  m iqdorda  kiritish, 
ionlarning  kirish  chuqurligini  tayinlash  va  boshqa  bir  qancha  afzalliklar 
imkonini  beradi.
Kirishmaning  ion lari  yarim  olkazgich  kristalli  panjarasiga  kira  borib 
ikki 
ko‘rinishda  o ‘z  energiyasini  yo‘qota  boradi.  Birinchi  holda  ion 
kristall 
atomiga  urilib,  uni  tugundan  tugunlar  orasiga  ko'chirib,  Frenkel 
nuqsoni 
hosil 
qilishi,  kokchirilgan  atom ,  agar  iondan  katta  energiya  olsa, 
yana  boshqa 
atomlarni  o ‘z  tugunidan 
urib 
chiqarishi  mumkin. 
Bu
2 4

to ‘qnashishlar  ionning 
yo‘lida  tuzilishi 
buzilgan 
sohalar-klasterlar 
(оЧ сЬат1(15-10)Т0‘75ш)  vujudga  keltiradi.  Ionlar  oqimi  etarlicha  katta 
bo ‘lganda  klasterlar  qo ‘shilishib,  makroskopik  am orf  sohalar  hosil  qilishi 
ham  mumkin.
Ikkinchi  holda  ionlar  kristall  atom lari  elektronlari  bilan  ta ’sirlashadi 
va  o £z  energiyasini  atom larni  ionlash  yoki  g‘alayonlashga  sarflaydi.
Ionlarni  kiritish  jarayonini  q  zaryadli  ionning  V kuchlanish  ta ’sirida 
olgan  E = qV  energiyasi,  ionlarning  atom larni  ionlash  karrasi,Q = It  nurlash 
dozasi  (/-io n lar  toki  zichligi.  t—  vaqt)  tavsiflaydi.
Tezlashtirilgan  ionlarni  kristallarga  kiritish  turli  nuqsonlarni  keltirib 
chiqarishi  mumkin.  Boz  ustiga  bu  nuqsonlarning  zichligi  katta  b o ‘lib 
ketganda  sirtiy  qatlam da  kristall  tuzilishining  buzilishi(am orflanish)  sodir 
b o ‘lishi  mumkin.  Kristallni  muayyan  vaqt  davom ida  qizdirib,  sirtiy 
nuqsonlarni  yo‘q  qilish  («kuydirish»)  mumkin.  M asalan,  germaniyda 
400-500°C  da,  kremniyda  600-700°C  da  amorflangan  sirtiy  qatlam   qayta 
kristallanadi,  kirishma  atomlari  tekis  taqsim lanadi,  faollashadi.
2.4.  Epitaksiya  usuli
Y unoncha  «epi»—ustiga,  «taksis»-tartibli  o ‘rnatish  (taxlash)  demakdir. 
Epitaksiya  hodisasi  monokristall  taglik  ustida  m onokristall  m odda 
qatlamini  m a’lum  kristallografik  yo‘nalishda  o ‘stirish jarayonidir.
Epitaksiya 
jarayonining 
avtoepitaksiya 
(gom oepitaksiya), 
geteroepitaksiya,  xemoepitaksiya,  reoepitaksiya  deb  ataladigan  turlari  bor.
Avtoepitaksiya  taglik  va  o ‘stiriladigan  qatlam   aynan  bir  m oddadan 
iborat  holdagi jarayondir.
Geteroepitaksiya  taglik  va  o ‘stiriladigan  qatlam   turli  m oddalardan 
iborat  holdagi jarayondir.
Bu  ikki  jarayonda  taglik  va  o ‘stiriladigan  qatlam   m oddalari  kimyoviy 
ta ’sirlashmaydi.
Ammo,  xemoepitaksiyada  yangi  kristall  fazasi  qatlam i  taglikning  unga 
kelib  tushayotgan  m odda  bilan  kimyoviy  o ‘z  aro  ta ’siri  evaziga  hosil 
b o ‘ladi.
Reoepitaksiya  jarayonida  taglikning  tuzilishi  o ‘sadigan  kristall  fazasi 
tuzilishidan  farq  qiladi.
Agar  o ‘tqizilayotgan  m odda  taglikka  bevosita  etib  boradigan  b o ‘lsa, 
buni  to‘g ‘ri  jarayonlar  deyiladi.  Aks  holda  noto‘g‘ri  jarayon  amalda 
bo‘ladi.
25

O lqaziladigan  m oddaning  dastlabki  agregat  (tub)  holati  b o ‘yicha 
epitaksial jarayonlar  4  turga  ajratiladi.
Gaz-transport  (bug4  fazali)  epitaksiya  holida  olqaziladigan  m odda 
dastlab  gaz(  bug‘)  holatida  b o ia d i  va  shu  holatda  u  taglikka  etib  boradi. 
Masalan,  kremniy  taglik  joylashgan  sohaga  silan  SiCLj.  ni  bug‘  holida 
vodorod  gazi  olib  keladi.  Shu  sohada  silan  parchalanadi  va  undan  Si 
ajralib,  taglikka  o iirad i.
Suyuq  fazadan  epitaksiya  qilish  holida  olqazilayotgan  m odda  dastlab 
suyuq  holatda  b o iad i.
Bug6-suyuqlik—kristall  (taglik)  tizimida  epitaksiya  qilish  holida 
olqaziladigan  m odda  o p in in g   dastlabki  bug‘(gaz)  holatidan  oraliqdagi 
suyuq  holatning  yupqa  pardasi  orqali  o lib ,  so‘ng  taglikka  o iirad i.
Yana  qattiq  fazadan  epitaksiya  usuli  ham  mavjud. 
Masalan, 
monokristall  sirtida  II  tur  fazaviy  o lis h   hisobiga  shishasimon  m odda 
kristallanishi  mumkin.
Epitaksiya  usulida  bir  vaqtda  kirishmalar  kiritib  borilishi  mum kin. 
Y arim olkazgichni  legirlashda  ionlar  kiritish  va  diffuziya  usullarini 
birgalikda  q o ilash   mumkin.  Bu  radiatsion  rag‘batlantirilgan  diffuziya 
hodisasi  kelib  chiqishiga  olib  keladi.
2.5.  Transmutatsion  legirlash  usuli
Y arim olkazgichlar 
kristallarini 
yadroviy 
zarralar 
(neytronlar, 
protonlar,  /-k v a n tla r  va  h.k).  bilan  nurlantirganda  yadroviy  reaksiyalar
oqibatida  asosiy  m odda  atom lari  unda  nurlanishgacha  b o lm ag an  
elem entlar  atomlariga  aylanishi,  bular  esa  kerakli  kirishma  atom lari 
bo iish i  mumkin.  M ana  shu  usulni  transmutatsion  legirlash  deyiladi.  Bu 
hodisa  o ‘stirilgan  kristallni  bir  tekis  legirlash  maqsadida  hozirgi  vaqtda 
keng  q o llan ila  borayotir.  Eng  ko‘p  amaliy  q ollanishga  ega  b o ig a n   y o l  
issiqlik(sekin)  neytronlari  bilan  nurlash  usulidir.
Issiqlik  sekin  neytronlar  hosil  qilgan  legirlovchi  kirishm aning  zichligi 
С   -   Ф S C  asa z  
(1.14)
ifoda  asosida  hisoblanadi.  Ф-issiqlik  neytronlar  oqimi, 
8
  -m azkur 
yadroviy  avrilish  reaksiyasining  izotop  effektiv  kesimi,  Cas-  asosiy  m odda 
atom lari  zichligi,  г  -  nurlash  vaqti.
Issiqlik 
neytronlar  bilan 
nurlab 
legirlash 
misoli 
kremniyning 
radiatsion  legirlanishidir.
26

Tabiiy  kremniy  uch  barqaror  izotopning  aralashmasidir:
28Si(92,28%),  29Si(4,67%)  va  30Si(3,05%)
Kremniyni 
sekin 
neytronlar 
bilan 
nurlantirganda 
mazkur 
izotoplarning  yadrolari  neytronlarni  yutadi,  y -kvantlar  chiqarib,  20Si,
30Si,  31  Si  izotoplarga  aylanadi.
31Si  izotop  barqarormas, 
u  2,6  soat  yarimdavrda  yemirilib, 
fosforning  31P  izotopiga  aylanadi.
(1.14)  ifodadagi  S ,C as, a   kattaliklar  dastlabki  moddaga  tegishli
b o ‘lgani  uchun  o ‘zgarmas,  agar  neytronlar  oqimi  Ф  ni  doimiy  deb 
hisoblansa,  bu  holda  kremniyda  hosil  qilingan  fosforning  zichligi  nurlash 
vaqtigagina  bog‘liq,  bu  esa  fosfor  miqdorini  yetarlicha  aniq  nazorat  qilish 
imkonini  beradi.  Kremniy  kristalli  o ‘stirilgandan  keyin  unda  forforni 
kompensatsiyalovchi  kirishmalar(  bor  (B))  qoladi.  Binobarin,  solishtirma 
elektrik  qarshiligi  birjins  b o ‘lgan  kremniy  kristalli  olish  uchun  fosforning 
zichligi  bor  (B)  ning  qoldiq  zichligidan  ancha  katta  b o ‘lishi  zarur.  Bu 
holda  kristall  quymasi  bo‘ylab  solishtirma  qarshilik  nobirjinsligi  (tafovuti) 
±   3%  dan  ortiq  emasligini  tajriba  tasdiqlaydi.  Bu  aniqlik  suyulmadan 
o ‘stirilgan  legirlangan  kremniy  hajmi  bo ‘yicha  solishtirma  qarshilik 
taqsimoti  birjinsligi  darajasidan  ancha  yuqoridir.
Bu 
usulning 
kamchiligi 
shundan 
iboratki, 
nurlantirilayotgan 
kristallarda  bir  vaqtda  kristall  panjarasida  radiatsion  nuqsonlar  hosil 
b o ‘ladi.  Bundan  tashqari,  yadro  reaktorida  sekin  neytronlardan  boshqa 
yana  tez  neytronlar,  quvvatdor  -nurlanish  ham  bor  bo‘ladi.  Oqibatda 
kremniyning  elektrofizik  xossalari  sezilarli  o ‘zgarishi  mumkin.  Shuning 
uchun  nurlashdan  so‘ng  namunalarga  termoishlov  berib,  radiatsion 
nuqsonlarni  kuydirib,  kremniyning  talab  qilinadigan  xossalariga  erishish 
zarur.  Bu  ishlov  800°  С  tem peraturada  1  soat  davomida  amalga 
oshirilishi  m a’qul  hisoblanadi.
Bu  usul  nisbatan  qiymatroq  va  radiatsion  xavfsizlik  choralarini 
ko‘rish  zaruriyatini  qo'yadi.
Kristalllarni 
neytronlar 
bilan 
transm utatsion 
legirlash 
yarim o‘tkazgichlar  texnologiyasining  m uhim   va  tez  rivojlanayotgan 
sohasidir.
Shu 
usulda 
legirlangan 
kremniyning 
turli 
maqsadli 
asboblar 
tayyorlashdagi  bir  yillik  sarfi  100  tonnadan  ortiq
Hozir  bu  usulda  germaniyni  galliy  va  arseniy  bilan, 
indiy 
antim onidini  qalayi  bilan,galliy  arsenidini  germaniy  va  selen  bilan 
legirlashda  qo‘llanilmoqda.
27

Bayon  qilingan  kirishma  kiritish  usullarining  har  biri  o ‘zining 
afzalliklari  va  kamchiliklariga  ega.  Amaliy  masalalarni  yechishda  bu 
jihatni  albatta  e ’tiborga  olinadi.
2.6.  Kirishmalarning  energiya  sathlari
Kirishmalar 
haqidagi 
m alu m o tn i 
ularning 
yarim olkazgichlar 
kristallarida 
elektronlar 
uchun 
hosil 
qiladigan 
energiya 
sathlari 
to ‘g‘risidagi  qisqacha  axborot  bilan  yakunlaymiz.
Kristall  panjarasiga  kirib  olgan  kirishmalar  ideal  kristall  panjarasi 
qat’iy  davriyligini  buzuvchi  nuqsonlardir  va  ular  elektronlar  uchun  o ‘ziga 
xos  energetik  hoiatlar  paydo  qiladi.  Agar  kirishmalar  zichligi  uncha  katta 
bo ‘lmasa 
(aynimagan 
yarim o4kazgich), 
m azkur 
hoiatlar  kirishma 
atom lar  yaqinida  (mahalliy  joylarda)  o ‘rinlashgan  bo slib,  bu  mahalliy 
hoiatlar  sathlari  yarim o‘tkazgichning  ta ’qiqlangan  zonasida  joylashgan 
b o iad i.  Mahalliy  sathdagi  elektron  bogiangan  elektron  b o iib ,  uni  erkin 
elektronga  aylantirish  uchun  yoki  valent  zonadagi  elektronni  mahalliy 
sathga  o lk azish   uchun  muayyan  energiya  kerak  b o iad i.  Agar  madalliy 
sath  olkazuvchanlik  yoki  valent  zonasiga  yaqin  joylashgan  b o isa ,  uni 
sayoz  sath  deyiladi.  Sayoz  sathdagi  elektronni  faollash  energiyasi 
(kirishmani  ionlash  energiyasi)  ta'qiqlangan  zona  kengligi  Eg  dan  ancha 
m arta  kichik  b o iad i.
T a’qiqlangan  zonaning  o ‘rta  qismidagi  mahalliy  sathlar  chuqur sathlar 
deb  ataladi.  Ba'zi  kirishmalar  sayoz  sathlar  hosil  qilsa,  ba’zilari  chuqur 
sathlar  paydo  qiladi.
Eng  ko‘p  qollaniladigan  kremniy  kristallini  olaylik.  M a’lumki, 
kremniy  panjarasida  har  bir  atom ning  4  ta  eng  yaqin  qo ‘shnisi  b o iib , 
ular  bilan  4  ta  valent  elektroni  vositasida  kovalent  b og iangan  (1.17,a- 
rasm).  Agar  shu  panjaraga  5  valentli  elem ent  atom i  (masalan,  forfor) 
kiritilsa  kirishma  atom  kremniy  atomi  o ‘rniga  joylashadi(1.17,b-rasm ). 
Uning  4  ta  valent  elektroni  4  ta  qo‘shni  kremniy  (Si)  atom lari  bilan 
kovalent  boglanishni  ta ’minlaydi,  5-valent  elektron  esa  o ‘z  atomi  bilan 
kuchsiz  boglanishda  b o iad i.  Unga  Eg  ga  nisbatan  ancha  kam  E&
H g )
a 
b 
d
1.17—rasm.  Krem niy  kristaliga  kiritilgan  kirishm alar joylashishi: 
a — kirishmasiz  kremniy  kristali;  b — fosfor  kiritilgan  kremniy  kristali;  d — bor 
(B)  kiritilgan  kremniy  kristali.
28

energiya  (u  xona  tem peraturasida  kT  tartibida)  berilsa,  u  o ‘z  atom idan 
ajralib,  olkazuvchanlik  elektroni  b o iib   qoladi,  ya’ni  olkazuvchanlik 
zonasiga  o4ib  oladi.  Bu  elektronning  krem niy  energetik  zonaviy 
diagrammasidagi  sathi  olkazuvchanlik  zonasidan  Ed  energiya  qadar 
pastda,  ta ’qiqlangan  xonada  tasvirlanadi  (1.18.b-rasm ).  Bu  sayoz  sath. 
O lkazuvchanlik  xonasiga  elektron  bera  oladigan  kirishmani  donor 
kirishma,  u  hosil  qilgan  sathni  donor  sath  deyiladi.  Yetarlicha  donor 
kirishma  kiritilgan  va  olkazuvchanlik  elektronlari  toza  kristalldagidan 
ko‘p  b o ig an   yarim olkazgichni  n-tur  yarimo'tkazgich  deyiladi.  Agar 
kremniyga  Davriy  sistemaning  V  guruh  elem entlari  (P,  As,  Sb)  atomlari 
kiritilsa,  kremniy  xona  tem peraturasida  asosan  elektron  olkazuvchanlikli 
(  /t-tur)  yarim olkazgich  b oiadi.  Agar  kremniy  (Si)  kristalliga  3  valentli 
bor  (B)  atomlari  kiritilsa,  ular  ham  kremniy  atom lari  o ‘rniga  joylashib 
oladi  (1.17,^-rasm).
Bor  (B)  atom ida  3  ta  valent  elektron  bor.  Uning  4  ta  qo‘shni 
kremniy  (Si)  atomlari  bilan  kovalent  b o glanish  hosil  qilishi  uchun  bir 
elektron  etishmaydi.  Bu  elektronni  bor  (B)  atom i  kremniy  (Si)  atomlari 
orasidagi  bo glanishdan  (valent  xonadan)  tortib  olishi  mumkin.  Buning 
uchun  uncha  katta bo lm ag an   Ea  energiya  kerak b o iad i.
Ea  ham  xona  tem peraturasida  kT  tartibidadir. 
Bu  sath  ham  
taqiqlangan  zonada.  Ammo  valent  zona  yaqinida  joylashgan.  (1.18,  b- 
rasm)
E
0 ‘tkazuvchanlik  zonasi 
£CU----------- — -------------  
*c
ь \ -----------------------------
__________________
Valenti ik  zonasi
a 
b
1.18—rasm.  Yarim o'tkazgichning  energetik  diagram masi:
a) 
donor  kirishmali  yarimo'tkazgich;  b)  akseptor  kirishmali 
yarimo'tkazqich.
Valent  zonadagi  elektronni  o ‘ziga  biriktirib  oladigan  (kovak  hosil 
qiladigan)  kirishmani  akseptor kirishma,  Ea  energiyali  sathni  akseptor sath 
deyiladi.
Akseptor  kirishma  kiritib,  kovaklari  ko‘paytirilgan  yarim olkazgichni 
p-turyarim o'tkazgich  deyiladi.
Kremniyga  III  guruh  elem entlari  (In,  Al,  Ga,  B,...)  atom lari  kiritilsa, 
u  xona  tem peraturasida  yoq /?-tur  yarim olkazgich  b o iad i.
Agar  yarim olkazgichga  ham  donor  kirishma,  ham   akseptor  kirishma 
kiritilsa,  donor  sathdagi  elektronlar  akseptor  sathlarga  o la d i.  Bunday 
yarim olkazgichlarni 
kompensirlangan 
yarimo (tkazgichlar 
deyiladi.
29

Kom pensirlanish  sayoz  va  chuqur  sathlar  mavjud  b o ‘lganida  ham   sodir 
b o ‘ladi.
Agar  kirishma  atom lar  zichligi  yetarlicha  katta  b o ‘lsa,  qo ‘shni 
kirishma  atom lar  elektronlari  o ‘zaro  ta ’sirlashadi, 
kirishma  hosil 
qiladigan  sathlar  parchalanib,  elektronlar  (kovaklar)  energiyasining 
kirishmaviy  zonasini  vujudga  keltiradi.
Kirishmaviy  energiya  zonalari  o ‘tkazuvchanlik  yoki  valent  zonasi  bilan 
tutashib  ketishi  mum kin.  Bu  hoi  kuchli  legirlangan  yarim o‘tkazgichlarga 
xosdir.
Yarim o‘tkazgichdagi 
kirishm alarning 
ko‘pchiligi 
ta ’qiqlangan 
zonaning  o ‘rta  qism ida,o‘tkazuvchanlik  va  valent  zonalardan  uzoqda 
elektronlar  uchun  energiya  sathlari  hosil  qiladi.  Bu  sathlarni  chuqur 
sathlar  deyiladideb  aytgandik.  C huqur  sathlar  yo  donorlik,  yo  akseptorlik 
xossalariga  ega  b o ‘ladi.  Ba’zi  kirishmalar  bir  necha  chuqur  sathlar  hosil 
qila  oladi.  Ularning  b a ’zilari  donor  b o ‘lsa,  ba’zilari  akseptor  b o ‘ladi 
(am foter  kirishmalar).  M asalan,  kremniyga  bir  necha  o ‘n  elem ent 
atom lari  kiritilib,  ularning  elektrofizik  xossalari  batafsil  o ‘rganilgan, 
ulardan  ba’zilari:  oltin  (Au),  kum ush  (Ag),  nikel  (N i),  tem ir  (Fe),  kobalt 
(Co),  oltingugurt  (S),  qo‘rg‘oshin  (Pb),  platina  (Pt),  palladiy  (Pd).
C huqur  sathlar  yarim o‘tkazgichlarda  elektronlarning  holatlar  aro 
o ‘tishlari  bilan  bog‘liq  juda  ko‘p  va  xilma-xil  jarayonlarda  m uhim   o ‘rin 
tutadi.  C huqur  va  sayoz  sathlar  hosil  qiladigan  kirishmalarning  o ‘zaro 
munosabati  masalalari,  kirishmalarning  nuqsonlar  bilan  o ‘zaro  ta ’siri 
m uam m olari  fan  va  texnikada  dolzarb  m uam m olar  hisoblanadi.
N azorat  qilinmaydigan  kislorod,  azot,  uglerod  va  boshqa  kirishm alar 
va  ularning  nuqsonlar  bilan  birikmalari  ham   kremniyda  chuqur  sathlar 
paydo  qiladi.  Masalan,  kremniyda  kislorod  bilan  vakansiya  birlashuvi 
O +V   (yoki  A-markaz)  elektron  uchun  ta ’qiqlangan  zonada  Es- 0,16  eV 
chuqur  sath  hosil  qiladi.  C huqur  sathlarning  elektron  va  kovakni  ushlab 
olish  kesimlarini  ham   bilish  kerak.
C huqur  sathlar  optik  va  fotoelektrik  hodisalarda  m uhim   vazifalarni 
bajaradi.  Hozir  chuqur  sathlarni  aniqlashning  bir  necha  usullari  bor.
Nazorat savollari
1.  Kirishmaning  aralashmadan  farqi  nimadan  iborat?
2.  Kirishmalar  kiritishning  diffuziya  usulini  tavsiflang.
3.  Ionlar  kiritish  usuli  bilan  legirlash  qanday?
4.  Epitaksiya  usuli  bilan  legirlashni  tavsiflang.
5.  Transmutatsion  legirlash  usulini  tavsiflang.
6.  Kirishmalar elektronlar  uchun  qayerda  va  qanday sathlar hosil  qiladi?
7.  Kuchsiz va  kuchli  legirlanish  hollarini  tavsiflang.
30