Amorf va polikristall qatlamlarining qayta kristallanishi

|
Amorf va polikristall qatlamlarining qayta kristallanishi
|
bet | 99/119 | Sana | 14.06.2024 | Hajmi | 4,04 Mb. | | #263652 | Turi | Учебник |
Bog'liq 21558 2 CDEAD1DE360DB13C9B7A03EFD7ECBD40E7F94F1FAmorf va polikristall qatlamlarining qayta kristallanishi. Epitaksial teхnologiya yarimo’tkazgichli asboblar yaratilishida katta o’zgarish qildi. Ammo uning ba’zi kamchiliklari bor. Bu jarayonlarda yuqori temperatura tutib turilishi zarur, u esa pardadan (epitaksial qatlamdan) taglikka va aksincha kirishmalar qayta taqsimlanishiga olib keladi, oqibatda kirishma zichligi chegarasi keskin bo’lmaydi. Bunday kamchiliklar lazerlar yordamida bartaraf qilinishi mumkin.
Polikristall yoki amorf qatlamlarni qayta kristallash yo’li bilan epitaksial pardalar olish teхnologiyasining kelajagi bor. Bu usulga ko’ra, dastlab past temperaturada “tayyorlama” qatlamlari o’tkaziladi, keyin esa qattiq fazali kristallash orqali monokristallik qatlamlar shakllanadi. Oqibatda parda – taglik chegaralari keskinlashib qattiq fazali qayta kristallash barcha bosqichlarda o’ta yuqori vakuum bo’lishini talab qiladi.
Agar lazer nurlanishi quvvati va uning nurini siljitib borish tezligi amorf qatlamni monokristallik taglikkacha suyultirishga yetarlik bo’lsa, bu jarayon normal sharoitda kechishi mumkin. Yuqori chastotada changlab o’tqazilgan 440
nm qalinlikdagi amorf germaniy qatlamini suyuq fazadan qayta kristallash yo’li
bilan yuqori sifatli monokristallik qatlam hosil qilinadi. Bunda ishlatiladigan argon lazeri nurlanishi quvvati 9 Vt, siljib borish tezligi 200 sm/s. Jarayon vaqti kichik bo’lgani natijasida kirishmalar pardadan taglikka va aksincha o’ta olmaydi.
Impulsli lazerlardan foydalanganda vakuumda qatlamlarni (changlatib) o’tqazgandan keyinoq havoda qayta kristallash yo’li bilan yuqori sifatli kremniy avtoepitaksial qatlamlari hosil qilinadi. Lazer ishlovi tufayli germaniyning kremniy taglikka va kremniyning sapfir taglikda geteroepitaksial qatlamlarini olish mumkin.
Polikristall kremniy tasmalarini kristallash. Kremniy tasmalarini (lentalarini) o’stirish arzon kremniy plastinalarini olish usullaridan biridir. Bu usul kesish, yedirish va silliqlashdan amallarsiz bajariladi. Bu amallarga esa dastlabki material 75% gacha isrof bo’ladi. Dastavval, kremniyni bug’ fazasidan (past bosimda) vaqtincha taglikka o’tqaziladi. Keyin kremniy qatlami ajratib olinadi, taglikdan esa keying jarayonda yana foydalaniladi. Bu usul bilan 100 mkm va ortiq qalinlikdagi kremniy plastinalari olinadi. O’stirilgan tasma lazer bilan kerakli o’lchamli plastinalarga ajratiladi. Biroq bu plastinalar mayda donali polikristallik tuzilishga ega, amalda ulardan foydalanib bo’lmaydi. Ularni ishlatishga yaroqli qilish uchun quyidagi amallar bajariladi:
Polikristall donalarini yiriklash uchun lazerga ishlov beriladi. Lazer nuri, masalan, 7,5 sm/min tezlikda siljib borib tasmaning torgina qismini suyultiradi. Qayta kristallashdan so’ng polikristallik kremniy yirik donador tuzilishga ega bo’lib qoladi. Yuqori sifatli tasmalarning sirti yaltiroq, mayda panjaraviy relefga ega. Relef davri 4,5 mkm. Argonda kuydirilganda silliq ko’zgusimon sirt hosil bo’ladi. Bunday tasmasimon materiallarda noasosiy zaryad tashuvchilar yashash vaqti katta va tuzilish nuqsonlari kam. Qayta kristallangan tasmasimon yarimo’tkazgichlar quyoshiy elementlar ishlab chiqarishda keng qo’llaniladi.
“Dielektrik ustida kremniy” qatlamini qayta kristallash. Lazer yordamida qayta kristallash usuli bilan amorf moddalar sirtida shakllantirilgan “dielektrik ustida kremniy” qatlamlari boshqa usullar bilan o’stirilgan qatlamlarga хos
kamchiliklardan xoli. Bu holda tuzilmaning asosi kremniy taglik bo’ladi. Qayta
kristallash impulsli yoki uzluksiz lazer yordamida amalga oshiriladi. Barcha hollarda kremniy butun qalinlik bo’yicha suyuladi va suyulmadan qatlamlar qayta kristallanadi. Mazkur tuzilmalar ketma-ket o’tkaziladigan amallar natijasida olinadi: kremniy taglik termik (qizdirish) yo’l bilan oksidlanadi yoki taglikka kremniy nitridi o’tqaziladi (dielektrik qatlam hosil qilinadi; buning ustiga kremniy qatlami o’tqaziladi – gazsimon fazadan (past bosimda) PK o’stiriladi; ionlar kiritish usuli bilan PK legirlanadi; PK qatlamni lazer qayta kristallaydi.
Yaхlit kremniy qatlamlariga lazer ishlov berilganda ular polikristallikligicha qoladi, ammo donalar o’nlab mkm gacha kattaradi. Lazer yordamida qayta kristallashda kremniyning bir necha o’n kvadrat mkm li yuzali monokristallik donalari olinadi. Shunday usul bilan tayyorlangan “dielektrik ustida kremniy” qatlamlari asosida MOYa – tranzistorlar, katta integral mikrosхemalar (KIMS) tayyorlanadi.
|
| |