Yarimo’tkazgichlarning yana bir muhim xususiyati ular elektrik o’tkazuvchanligining temperaturaga o’ta sezgirligidir

Kremniyga kirishma atomlarini kiritish usullari

Diffuziya usuli bilan kirishmalar kiritish

Yarimo’tkazgichlarda diffuziya jarayonlari haqida keyin batafsilroq to’xtalamiz. Bu joyda mazkur usulning qisqacha tavsifini keltiramiz, xolos.

Bu usulda maxsus idishlarga (tigellarga) yarimo’tkazgich kristali, u bilan birga kiritiladigan moddaning tayinli miqdori ham joylanadi, so’ng diffuziya pechida (kristallning suyulish temperaturasidan past bo’lgan) yuqori temperaturagacha qizdiriladi, kirishma modda bug’lanadi va uning atomlari kristall ichiga diffuziyalanib kira boradi. Bu atomlar yo asosiy atomlardan bo’shab qolgan tugunlarga yoki tugunlar orasiga joylashib oladi. Masalan, kremniyga fosforni - 1200°C temperaturada diffuziyalanadi, chunki kremniyning suyulish temperaturasi taxminan 1410°C bo’lgani uchun u o’zining qattiq holatini saqlaydi, ammo atomlar issiqlik harakati kuchayishidan vakansiyalar ko’payib ketadi, fosfor va kremniy atomlari radiuslari bir-biriga qin bo’lgani uchun fosfor atomlari kremniy kristali tugunlariga joylashib, o’rinbosar kirishma hosil qiladi.

Diffuziya jarayonida kristall ichida kirishma atomlar taqsimoti Fik qonunlaridan kelib chiqadigan diffuziya tenglamasini yechish orqali aniqlanadi.

Agar N(x,t) diffuziyalanuvchi kirishma atomlari zichligi (x-o kristall sirti tekisligini belgilaydi), D ularning diffuziya koeffitsienti bo’lsa, x yo’lanishda

(1)

diffuziya tenglamasining cheksiz (doimiy) manba holidagi (kristall sirtida kirishma zichligi N₀deb olingandagi) yechimi

(2)

ko’rinishda bo’ladi.

Bu holda kristall sirti yaqinida kirishma bilan to’yingan yupqa qatlam hosil bo’ladi. Bu qatlamdagi kirishma zichligi imkoni boricha katta qilib blinadi. Bu bosqichni kirishma kiritish bosqichi deyiladi. So’ngra tashqaridan kirishma kiritish bartaraf qilinib (manba uzokdashtirilib), kristallga kirib bo’lgan kirishma yuqori temperaturada qayta taqsimlanishga duchor qilinadi. Bu bosqichni kirishmani (kristall ichiga) haydash deyiladi. U chekli kirishma manbaidan diffuziyalanish holiga mos keladi. Bu holda (1)ning yechimi:

(3)

bunda, Q — legirlash dozasi. Yarimo’tkazgichli asboblar sanoatida planar texnologiyada xuddi shu ikki boskichli diffuziya usuli qo’llanadi.

3.