Yarimotkazgichlarni olish va xususiyatlarini o’rganish

Zamonaviy elektronika elementlarini tigelsiz o‘stirish usullari
Tigelga yaroqli materiallarning cheklanganligi tufayli bu usullarni qo‘llash ham nisbatan cheklangan. Tigelga yaroqli asosiy materiallardan biri platinadir. Silikat germaniyli (Ge) va silikat kremniyli (Si) monokristallarini o‘stirishda ishlatiladigan platinali tigellarda eritma odatda kislorod bilan to‘yintiriladi. Misol, silikat germaniy (Ge) va silikat kremniy (Si) monokristallini o‘stirish jarayonida kremniyga konsentratsiyasi 10⁵ sm^-3 germaniyga konsentratsiyasi 10⁷sm-³ kremniyga qadar kislorod kirishmalari kirishi mumkin. Pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli monokristallarni o‘stirish jarayonida esa platinali tigel bo‘lgani uchun faqat kislorod atomlari kirishi mumkin. Pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli materiallarni tigelsiz o‘stirish usullarini Varneyl usuli misolida ko‘rishimiz mumkin (2.2-rasm). Pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli selenli monokristalli yaxlit silindr shaklidagi silenli kremniy (Si) va silenli germaniyning (Ge) tekislik yщnalishlari Miller indekslari orqali berilgan namunasi shtokka mahkamlanadi. YUqoridagi shtokka mahkamlangan kichkina tirqishli idishda maydalangan holdagi o‘stirilayotgan pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli eritma material kukuni solinadi. SHtoklarni o‘zgarmas tezlikda aylantirish yoki bir biriga nisbatan yaqin masofaga ko‘chirish mumkin. Silikat kremniyning va silikat germaniyning tor (chegaralangan) qismida issiqlik manbai yordamida erigan soha hosil qilinadi. Erigan soha sirt taranglik kuchlari ta’sirida ushlab turiladi. YA’ni erigan soha og‘irligi sirt taranglik kuchlari ta’siridan kam bo‘lgan holda ushlab turiladi. O‘stirilayotgan pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli kristall diametri sohaning kritik uzunligi va material xossalariga, ya’ni (G/d)^1/2ga bog‘lik bo‘ladi (G – suyuqlik-qattiq jism orasidagi sirt tarangligi, d – erigan moddaning solishtirma og‘irligi). Issiqlik manbai sifatida yuqori chastotali induktiv qizitish, elektron-nurli yoki radiatsion usullar qo‘llanilishi mumkin.
Nostexiometrik eritmalardan pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli kristallarni o‘stirish. Bu usul nisbatan universal usul bo‘lib, uning yordamida har qanday erish haroratiga ega bo‘lgan, hamda bug‘lar bosimi katta bo‘lgan pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli birikmalarini ham o‘stirishda qo‘llash mumkin. Bu usulda o‘stirish jarayonida eritmalar tayorlashda erituvchi neytral moddadan (o‘stirilayotgan material tarkibiga kirmagan moddadan) yoki birikma tarkibiga kiruvchi moddalardan ham foydalanish mumkin. Rasm 2.3 ga qarang.
Yo‘naltirilgan kristallanish usuli bilan o‘stirishning asosiy afzalliklari. 1. Bu usul bilan o‘stirish nisbatan past haroratlarda olib boriladi. 2. Bug‘ bosimi katta bo‘lgan birikmalarni 1.punktni hisobga olgan holda o‘stirish mumkinligi. 3. YUqoridagi usullarga nisbatan o‘stirish qurilmalarining konstruksiyasi nisbatan soddalashadi.

Rasm 2.3. AV birikma asosidagi kristallni eritmadan yo‘naltirilgan pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli monokristallarni kristallanish usuli bilan o‘stirish.
Suyuq fazali epitaksiya usuli. Bu usul yuqoridagi usuldan prinsipial farq qilmaydi. Bu usul bilan asosan ko‘p fazali yarim o‘tkazgichli pe’zoelektrik monokristall plenkalari olinadi. Usulni qo‘llashning dastlabki qurilmalaridan biri 2.4-rasmda ko‘rsatilgan.



Rasm 2.4. Eritmalardan epitaksial qatlamlar o‘stirish qurilmasi.
Bu usul bilan silikat germaniy, silikat kremniy va boshqa A³ V⁴ birikmalar va ularning qattiq eritmalari asosidagi nurlanuvchi boshqa pe’zoelektrik yarim o‘tkazgichli monokristallar olingan.