2-Ma’ruza. Integral mikrosxemalarni tayyorlash texnologiyasi Reja: Integral mikrosxemalarni tayyorlash texnologiyasining elementlari

2-Ma’ruza. Integral mikrosxemalarni tayyorlash texnologiyasi

Reja:

1. Integral mikrosxemalarni tayyorlash texnologiyasining elementlari

2. Yarimo'tkazgichli materialning monokristalini ishlab chiqarish

Epitaksiya. Epitaksiya deb taglikka monokristall qatlamli o’stirish jarayoniga aytiladi.Bunda o’stirilayotgan qatlamning kristallografik yo’nalishi taglikning kristallografik yo’nalishini takrorlaydi. Xozzirgi kunda epitaksiya tashuvchi konsturksiya vazifasini bajaruvchi nisbatan qalin taglikka ishchi yuqa bir jinsli yarimo’tkazgich qatlamini olish uchun ishlatiladi.Kremniyga qo’llaniladigan epitaksiyaning xlorid jarayoni quyiagidan iboratdir (1-rasm).Monokristall kremniyli plastina tigelga “ushlagichga” yuklanadi va kvars trubkaga joylashtiriladi.trubka orqali tetroxlorid kremniy SiCl₄ kirishmasidan iborat bo’lgan vodorod oqimi o’tkaziladi.Tigelni yuqori chastotali qizdirish ilan ta’minlangan yuqori haroratlarda (1200 ⁰C) plastina sirtida quyidagi reaksiya yuz beradi:
SiCl₄ +2H₂=Si+4HCl
Reaksiya natijasida sekin asta taglikka toza kremniy qatlami o’tirishni boshlasa,HCl bug’lari vodorod oqimi bilan olib ketiladi.O’tkazilgan kremniyning epitaksial qatlami monokristall bo’ladi va taglikga bo’lgan kristallografik yo’nalishni takrorlaydi. Haroratni tanlash tufayli kimyoviy reaksiya faqatgina plastina sirtida yuz beradi.

1-rasm.Epitaksiyaning xlorid jarayonining sxemasi
1-kvars truba;2-Yuch qizdirgich g’altagi;3-plastinaga ega bo’lgan tigel;4-kremniy plastinasi;5-mos gazlarni berkitish uchun mo’ljallangan ventil;6-oqim tezligining o’lchagichi
Gaz oqimida yuz beruvchi jarayon gaz transport reaksiyasi deb atalsa,reaksiya zonasiga kirishmalarni olib keluvchi asosiy gaz-tashuvchi gaz deb ataladi. Agarda tetraxlorid kremniy bug’lariga bor (B₂H₆) yoki fosfor (PH₃) birikmalarning bug’I qo’shilsa,epitaksial qatlam xususiy bo’lmasdan,mos ravishda kovakli yoki electron o’tkazuvchanlikka ega bo’ladi.Bunga sabab rekasiya davomida o’tkazilayotgan kremniyga borning akseptor atomlari yoki fosforning donor atomlari kirib boradi.
1-rasmda ko’rsatilgan qurilmada qo’shimcha operatsiyalarni bajarish ham ko’zda tutilgan:trubkani azot bilan shamollatish va HCl bug’ida kremniy sirtini yemirish (tozalash maqsadida).Bu operatsiyalar asosiy operasiyalardan oldin amalga oshiriladi.Shunday qilib,epitaksiya istalgan turga va turli o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan taglikka istalgan o’tkazuvchanlik turiga va istalgan solishtirma qarshilikka ega bo’lgan monokristall qatlamni o’stirishga imkon beradi (2-rasm). Epitaksiyal parda takglikdan kimyoviy tarkibi bo’yicha farq qilishi mumkin.Pardalarni bunday olish ususlini yuqorida yoritilgan gomoepitaksiyadan farqli ravishda geteroepitaksiya deb ataladi.Albatta, geteroepitaksiya parda va taglik materiallari bir xil kristall panjaraga ega bo’lishi kerak.Masalan kremniy pardasini sapfir taglikka o’stirish mumkin.

2-rasm.Epitaksiyal strukturalar:a-n⁺-taglikda o’stirilgan n-turli parda;b-n-taglikda o’stirilgan p⁺-turdagi parda;v-p-taglikda o’stirilgan n-turli parda