Fizika fakulteti fizika kafedrasi

4. Juda qisqa p-n o’tishi.

Legirlanish darajasi yarimo’tkazgichning p-n o’tish kengligini ifodalaydi. Sekin legirlangan o’tishda issiqlik teshilish, o’rtacha legirlangan o’tishda lavinniy teshilish, qattiq legirlangan o’tishda tunnel teshilish paydo bo’ladi.

Тунеллик ша3а UОБР I UПР

Aralashmaning konsentratsiyasi ortishi bilan NA-N^D issiqlik kuchlanishining teshilishi ortadi, lavinli va tunnelli teshilishlar esa kamayadi. Shu p-n o’tishning VAX quyida shu tipi uchun ko’rsatilgan.

9--seminar ishi.
Bor va fosfor bilan legirlangan kremniyning harakatchanligini hisoblash usullari. Yarimo’tkazgichlar xususiyatlarini boshqarishning diffusion usullari.
Hozirgi vaqtda asboblar va mikrosxealar avtoeptaksiya yo’li bilan olingan kremniy qatlamlari bazasida yoki sapfir yuzasiga o’tqazilgan epitaksial kremniy qatlamlar asosida ishlanadi.
Sanoatda qo’llaniladigan usullar ichida asosan xlordili va silanli metodlar qo’llaniladi.
Xloridli metodda olinadigan kremniyning BIS ni hosil qilish uchun mikroelektronikada keng qo’llaniladi.
Ushbu usul asosida vodorod kremniyning teraxloridini tiklash jarayonida (SiCl₄) olinadi. Jarayon gorizontal yoki vertikal reaktorlarda oqadigan sistemalarda yuritiladi (1-rasm).
Bug’li gazli aralashma tetraxlroidli kremniy bug’landirgich orqali hosil qilib u ma’lum temperaturada ushlanadi va shu temperaturada aralashma tarkibida (SiCl₄) bug’ining bosimini ta’minlab turadi.
Bu vaqtda quyidagi reaksiya bo’ladi:

Uni real tarzda bir qancha bosqichda ko’rsatsak ham bo’ladi:

1.kvars reaktori 2.podlojka ushlagich 3. podlojka

Oraliq produktlar (paydo bo’lishi) IK-spektroskopiya natijasida tekshirib aniqlangan.

Tuzilgan tenglamalar sistemasini yechganda kremniyning chiqishi 2-rasmdagi grafik bo’yicha aniqlanadi. 2-rasm-Kremniy chiqishining temperaturaga bog’liqligi. Kremniyning maksimal chiqishi grafikdan ko’rinib turibdi. 1463⁰ K temperaturada kutiladi. Bu munosabat kabi bo’lib kremniy deyarli olinmaydi.

Bu usulda qo’shimcha kiritish uchun V-V1 (V-Cl4) va RCl3 qo’llanilib, bunda mos ravishda bir va fosfor kiritiladi. Silanli usul. Bu usul asosida monosilan pirolizi qo’lalanilib uning yordami bilan bir jinsli qarshiligi katta kremniy qatlami olinadi va hozirgi vaqtda kremniy epitaksiyasi

uchun keng qo’llaniladi. Bu vaqtda monosilanning pirolizi quyidagi reaksiya asosida boradi:

Nisbiy turda quyidagi temperaturada sodir bo’ladi: ~1000⁰C. Shuning uchun ham toza kremniy olinadi. Sababi, temperaturani 1100⁰C dan 1000⁰C gacha pasaytirsak, bor va fosfor kremniydagi diffuziya koeffitsienti 10 marta kamayadi.
Silan rangsiz gaz, havo bilan ta’sirlashganda yonadi. Gomogenli silanning tarqalishi ~400⁰C dan boshlanadi, uning aktivatsiya energiyasi 2068 kDj/mol.

3 -rasm. Silan jarayoni vaqtida kremniy qatlami tezligining temperaturaga bog’liqligi. Kremniy avtoepitaksiyasini geterogenli reaksiya vaqtida 500^0C temperaturada amalga oshiradi.

520-3300⁰C temperatura diapozonida qatlamning o’sish tezligi temperaturaga bog’liq eksponensial turda o’sadi va aktivatsiya enrgiyasi 320 kDj/mol. 3300-3720⁰C temperatura oralig’ida o’sish tezligi o’zgarmaydi. 3300⁰C temperaturadan yuqori temperaturada monosilan bosimiga qarab quyidagicha aniqlanadi:

Barcha bosimlar uchun 3300⁰C temperaturadan past temperaturada

Bunda K₁, K₂,K₃ koeffitsientlar tezlikning o’lcham birligiga teng. P-SiH₃ parsial bosim, v-empirik koeffitsient, Pa^-1 silanli jarayon vaqtida qatlamga qo’shimcha kiritish gaz aralashmasi oqimiga Ph₃,B₂H₂ larning argonga toki vodorodga aralashtirilgan aralashma qo’shiladi.
Iodidli jarayon. Bu jarayon og’zi berk ampulada o’tkazilgan, ampula ichida podlojka, manba va transporter-kristall ko’rinishidagi iod. Iod bug’lari kremniy bilan birikib uchuvchan birikma hosil qiladi, uning o’zi esa kremniyni manbadan podlojkaga yetkazadi.
Kimyoviy jarayonlar xarakteri iod bug’lari bosimiga bog’liq. Yuqori bosimda (3,2 30³ Pa) va podlojka temperaturasida 570⁰C va manba temperaturasida 3300⁰C quyidagi jarayon bo’ladi:

Past bosimda (iodning) (~100 Pa) podlojkani 3270⁰C qizdirganda, manba temperaturasi esa 3300⁰ S temperaturada reaksiya quyidagicha bo’ladi:

va (10) ga muvofiq



Jarayon vaqtida iod rasxodlanmaydi, podlojkada (11)ga muvofiq bosim qaytadan manbaga kiradi.
Selektivli epitaksiya. Bunday epitaksiya odatda IMS larni undirish uchun kerak bo’ladi. Bu jarayon local joyda bo’ladi. Ya’ni yarimo’tkazgichlikning ma’lum bir local sohani ochiq qoldirib, qolgan joylarni oksidlar bilan yoki metal lokallar bilan bekitilgan bo’ladi. Natijada, kerakli joyga epitaksiya qilinadi. Buni odatda selektivli epitaksiya deb ataymiz. Maskirovka (yopilgan) qavat selektivli epitaksiya vaqtida quyidagi talablarni qanoatlandirishi kerak.

1. 
   Maska bilan podlojka o’zaro ta’siri kamayishi zarur
   
2. 
   Maskirovkalovchi xusuiyati epitaksial qatlam o’sib bo’lguncha saqlanishi kerak.
   
3. 
   Maskaga polikristall kremniyning o’tirishi bo’lmasligi kerak.
   

Bunday shartlarga javob beradigan maskalarga SiO₂ va Si₃N₄ yasalgan maskalar kiradi.
Yarımo’tkazgichli krisstallarda asosan elektr o’tkazuvchanlikning ikki mexanizmi bor.
1. Diffuziya.
2. Dreyf.

Эмиттер + P база n PP>>ПП 1-с67рет +