Dərs vəsaiti Bakı 2023
Yüklə 4,78 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Germanium və silisium.
Yüksək təmiz materialiardan elementar germanium və silisium yaramkeçiriciləri daha geniş tətbiq olunur. Onlar almaz tipli kristallik qəfəsə malikdir. Təmiz germanium və silisium yalnız bir tipdə keçiriciliyə - elektron keçiriciliyinə malikdirlər; buna görə onlar praktiki əhəmiyyət kəsb ətmir. Sənayədə onların müxtəlif aşqarlarla ərintilərindən istifadə ədilir; bələ ki, yarımkeçirici düzləndiricinin və ya gücləndiricinin işi yarımkəçirici kristalda müxtəlif tip kəçiriciliyə malik qarışıq sahələrin yaradılmasına əsaslanır. Aşqarlar yarımkeçiricilərin elektrik xassələrinə təsir göstərir. Yarımkeçiricinin qəfəsində aşqarlann atomları asanlıqla ionlaşır. Əgər aşqalar elektronlarını verirsə, onlar elektrik cərəyanı daşıyıcılarına çevirilir, bu isə yarımkeçiriciyə mənfi keçiricilik verir; belə ki, silisium üçün fosfor və arsen, germanium üçün isə arsen və sürmə belə xarakterli aşqarlardandır. Əgər onlar yarımkeçiricilerin atomlarının elektronlarını birləşdirirlərsə, onda yarımkeçiricinin qəfəsində müsbət yüklənmiş sahələr yaranır, və elektrik cərəyanı daşıyıcılarına çevrilir, bunun sayəsində yarmkeçiricidə müsbət keçiricilik əmələ gəlir. Silisium üçün belə aşqar olaraq bor və alüminium, germanium üçün isə qallium və indium işlədilir. Bununla əlaqədar öncə yüksek temiz yarımkeçirici material almaq, sonra isə ona göstərilən aşqarlardan əlavə (10 5 ...10 / %) etməklə elektrik xassələrini dəyişmək lazım gəlir. Adətən germanium monokristalları kristal yetişdirmə (Çoxralski metod) və ya üfüqi zonalı əritmə ilə alınır. Silisiumun monokristalları kristal yetişdirmə və ya şaquli zonalı əritmə ilə hazırlanır. Şək. 4.20. Maye metaldan kristal yetişdirmək üçün qurğunun sxemi Şəkil 4.20-də Çoxralski üsulu ilə kristalyetişdirmə qurğusunun sxemi göstərilmişdir. Hidrogen və yaxud təsirsiz qazlar ilə doldurulmuş kvars kameraya 2 puta 3 yerləşdirilir və induktorla 4 puta içindəki metal 6 əridilir. Temperatura termocüt 5 vasitəsilə ölçülür. Metaldan kristal şəklində maya 8 tutucu 9 vasitəsilə fırladılan qolda 1 bərkidilib. Maya erimiş metala toxundurulur və fırlandırılır, təd- riclə erintidən kristal 7 çəkilir. Kristal hamar sethlə düzgün silindrik şəkildə böyüyür. Metalları təmizləmənin digər üsulu - zonalı əridilmə (daha dəqiq, zonalı yenidən kristallaşma) üsuludur. Şəkil 4.21- də zonalı əridilmə üsulunun sxemi göstərilmişdir. İlkin şixtə qrafit və ya kvars qayıqcığa 1 neytral atmosferti və ya vakuumlu üfüqi kvars boruda 2 yerləşdilir. Boru ətrafında xarici qızdıncı 3 yerləşdirilir. Qızdıncı qayıqcığın başlanğıc hissəsində yerləşdirilir. Əridilmiş zona yaratmaqla, qızdırıcı ı qayıqcıq boyu hərəkət etdirilir (ox üzrə, şəkil 4.21). Bununla əlaqəli əridilmiş zona 4 yerini dəyişir və bu zonadan sonra təmiz metal bərkiyir. Qızdıncı qayıqcığın son hissəsinə çatdıqda o, götürülür. Yüksək aşqarlı (zibilli) zona metah kəsilirvə proses təkrarlanır. Məlumdur ki, təmizlənən metalın bərk və maye fazalarında aşqarların həll olma dərəcəsi müxtəlifdir. Adətən, bərk haldan maye hala keçdikdə metalda aşqarların həll olması artır. Bərk fazada həll olan aşqarların miqdarının maye fazada həll olan miqdara nisbəti paylanma əmsalı k adlanır. Əgər diffuziya hesabına aşqarların kütlədə bərabərləşməsinə imkan verilməsə kristallaşmaqda olan fazanı maye ərintidən çıxarsaq maye fazaya nisbətən daha təmiz (k < 1) metal almaq olar. Aşqarlan korputcuğun bir hissəsində yığıb, sonradan onu kəsib ayırmaqla lazımi təmizlikdə metal almaq mümkündür. Zonalı ərıdılmə şaquli vəziyyətdə də aparıla bilər. Bu halda əridilmiş metal zonası şaquli bərkıdilmiş çubuqda alınır və səthi gərginlik hesabına kənara axmır, həmçınin ərimiş metalın qayıqcıqla qarşılıqlı təsirdə olması aradan qaldırılır. Şək. 4.21. Zonalı əritmənin sxemi Təmizlənən çubuq metalının uzunluğu boyu ardıcıl olaraq bir-birinin ardınca bir neçə qızdırıcı hərəkət etdirilə bilər; bu halda eyni zamanda bir neçə əridilmiş zona yaradılır və metalın təmizlənmə prosesi sürətlənir. |