Ў з б е к и с т о н р е с п у б л и к а с и Олий ва Ўрта махсус таълим вазирлиги Абу Райҳон Беруний номидаги

Ўсиш механизмлари

МНЭ усулида ўсиш механизмларини тушуниш ва технологик жараённинг муҳим кўрсаткичларини аниқлаш учун қуйидагиларни билиш зарур, қайси бошланғич компонентлардан ўсиш бўляпти ва ўстирилаётган бирикманинг диссоциацияси қонунлари қандай. Масалан, эпитаксиал плёнка диссоциацияси тезлиги, бирламчи чўкма қолдиқларининг берилган интенсивлигидаги ҳарорат ўсишининг қатъий юқори кўрсаткичи ўрнатилади. Бундан ташқари, агар алоҳида элементлар тузилмаларида, улардан биттаси димер (ёки тетрамер) бўлган ҳолда, ўсиш рўй берса, стехиометрик таркибли бирикмалар ўсишининг энг паст ҳарорати ҳам ўсиш юзасидаги димер диссоциацияси заруриятини ўрнатиши мумкин. Агар иккала компонентнинг ҳам ёпишқоқлик коэффициенти бир ҳил бўлса, бу ҳолат тагликнинг паст ҳароратида рўй бериши мумкин, чиқувчи моддалар оқимининг флуктуацияси стехиометрик бўлмаган ўсишни келтириб чиқариши мумкин. Агар манба сифатида олинган бирикма керакли ҳароратда Кнудсен ячейкаларидан конгруэнт ҳолда буғланиб кетса, охирги муаммо ечилади.

А^II В^VI бирикмалари

HgSe бирикмаларидан ташқари (улар қуйидагиларга ажралади Hg ва Se_m типидаги юқори тартибдаги полимер молекулалар) барча А^II В^VI бирикмалари қуйидаги тенгламага мос равишда диссоциацияланади.

МХ_(тв)  М_(газ) + 1/2X_{2 (газ)}, бу ерда М – металл, Х эса – VI гуруҳидаги элемент. Бироқ ажралиш характерига қараб Кнудсен ҳароратида А^II В^VI бирикмаларининг буғланиши шароитида қуйидаги икки гуруҳга ажратиш мумкин.

1. 
   J_X2/J_M=1/2 чиқувчи оқимлар билан доимий муносабатда конгруэнт бўлинишга учровчи бирикмалар.
   
2. 
   J_X2/J_M < 1/2 чиқувчи оқимлар билан вақт муносабатларига боғлиқ бўлган ноконгруэнт диссоциацияланувчи бирикмалар.
   

7.4 – расм. Буғланишнинг Кнудсен шароитларида босимнинг ҳароратга боғлиқлиги тасвирланган қийшиқ Аррениуслар.
Ўлчамлар модулланган жамланма масс – спектрометрияси ёрдамида амалга оширилган. HgTe жуда паст ҳароратларда ажралишини белгилаб қўямиз, Т 200⁰С бўлганда тоза Hg нинг манбаидир. Бироқ бу ноконгруэнт ажралма ажралувчи модданинг симоб билан бирикишига ва РНе нинг камайишига олиб келади. Бунга тескари ҳолатда, CdTe конгруэнт бўлинмаларга ажралади ва бу ҳолат жуда баланд ҳароратларда рўй беради.
М_Х(mв) манбаи сифатида қўлланиладиган Р_m P_X2 буғлари босимининг кристаллик солидус майдони таркибига кучли боғлиқлиги натижасида А^II В^VI (Zn, Cd:S, SeTe) бирикмалари 1 гуруҳга тааллуқлидир. Агар солидус майдонига таркибнинг бойитилган х қисми мос бўлса, Р_m > P_X2 ва J_X2>1/2 J_m бўлади. Агар бойитилган М майдонига тартиб мос келса, тескари муаммоси ҳаққоний бўлади. Жамланма таркиби учун ҳам, J_X2/J_M=1/2 кўринишдаги стационар ҳолат белгилаб қўйилади. Бу ҳодиса CdTe ҳолат учун CdTe [8] кўрсатмаларига эга бирикмалар учун масс – спектрометрик изланишлар натижаларига қараб тасдиқланади. Бошқа тарафдан эса А^II В^VI гуруҳидаги (Hg:S, Te) бирикмалари (<200⁰С) паст ҳароратларда ноконгруэнт [15] буғланади, Hg нинг учувчанлиги ва Hg – x алоқасининг заифлиги натижасида /M > J_X2 кўринишда бўлади. Бундай тез фарқланувчи CdTe ва HgTe бирикмалар устида буғланишнинг Кнудсен шароитларда ажралаётганда буғ компонентларини бемалол кўриш мумкин.
7.4-расмда модулланган жамланма масс – спектрометрияси методида олинган ушбу бирикмалар текширув натижалари келтирилган. 400⁰C ҳароратдан юқори бўлганда CdTe стационар сублимацияси, бундан паст бўлганда ҳароратлардаги HgTe нинг ноконгруэнт бўлинишидан кескин фарқланади. HgTe нинг устида РН_Г нинг дрейфи ва доимий эмаслиги Те(тв) устки қаватида умумлашган Hg нинг ҳосил бўлиши оқибатида рўй беради. Кейинги Hg сарфи ушбу қаватнинг ҳажмда устки қатламга ўтиш диффузияси тезлиги билан чегараланади. Элементар Cd ва Te – Cd ва Te² манбаи сифатида қўлланилганда, МНЭ нинг бошланғич ривожланиши натижасида яратилган HgCdTe плёнкаларининг ёмон электрик хислатлари ва устки қатламининг паст сифатига, эҳтимол, қисман Hg оқимининг ушбу доимий эмаслиги сабаб бўлгандир. Ҳатто агар HgTe буғлантирувчи ячейка J_Mg оқимини текширувчи масс – спекторни ўз ичига олган, тескари алоқа системаси воситасида бошқарилса-да, салмоқли ва доимий ўзгарувчан de оқими ҳажми (HgTe бўлиниши оқибатида юзага келган), плёнкадаги таркибнинг доимий эмаслигига олиб келиши мумкин (масалан, Te преципитатлари пайдо бўлишига). Устки қатлам Te сининг бойитилган структураси ностабиллиги, Hg каби оқимларнинг қисқа фурсатли отилиш интенсивлигининг кузатилиши сабаби ҳамдир. Бунга зид равишда МНЭ усулида CdTe/Hg_1-XCd_XTe фотодиодларини ва юқори сифатли CdTe плёнкаларини яратишда CdTe стационар конгруэнт сублимацияси устунлик қилади. Тор зонали материаллар Hg_1-XCd_XTe нинг ноконгруэнт бўлиниши, шунингдек HgTe ва CdTe диссоциацияси жараёнларидаги катта фарқни акс эттиради. Бу ҳолат ҳам ўсиш жараёнини паст ҳароратда ўтказиш заруратини кўрсатади.
А^ В^V бирикмаларини ва уларнинг қаттиқ эритмаларини яратиш учун бирикма элементларига кирувчи алоҳида манбалардан фойдаланилади. Бироқ аниқ рўй берадиган флуктуация натижасида қониқарли сифатли плёнкаларнинг бирламчи жамланмаси интенсив муомаласи, ўз – ўзини бошқариш механизми ишлаганда ва фақат баланд ҳароратда ўсишида рўй беради. Илк бор учраган бундай тартиб иккала элемент учувчан бўлса ва атомлар қурилиши учун ягона имконият А^ В^V туридаги бирикмаларнинг устки қатламда пайдо бўлиши реакцияси бор бўлсагина ҳарорат ўсишида ҳақиқийдир.