Яримўтказгичли ва диэлектрик материалларнинг монокристалларини олиш технологияси - Физика - Дипломные работы

Информация о документе

Цена	9000UZS
Размер	724.8KB
Покупки	0
Дата загрузки	26 Сентябрь 2019
Расширение	doc
Раздел	Дипломные работы
Предмет	Физика

Яримўтказгичли ва диэлектрик материалларнинг монокристалларини олиш технологияси

Купить

Яримўтказгичли ва диэлектрик материалларнинг монокристалларини олиш технологияси Mундаража: Кириш ……………………………………………………………… 3 I- Б O Б §1.1 Яримўтказгичлар ва диэлектриклар ҳақида маълумот… ………... 6 §1.2. Қаттиқ, суюқ ва газ фазадан кристаллар ў стириш… …………….. 8 а)Эритмаларни нормал юналишли кристаллаш усуллари ………. 11 б)Кристалларни эритмадан тортиб ўстириш …………………... .. 13 с )Зонали эритиш усуллари ……………………………………… . 17 §1.3. Профилли монокристаллар ҳосил қилиш ………………………... 24 II- Б O Б §2.1. Монокристал ўстиришда технологик жараёнларни бошқариш .. 29 а )Асосий монокристалл материаллар технологияси ………… ... 30 б ) Нокристалл материаллар технологияси …………………… ..... 37 с) Керамика ва шишакерамика материаллар технологияси…..... 48 д) Ситаллар технологияси… ……………………………………… 57 §2.2 Яримўтказги

Талабаларда жаҳон молиявий иқтисодий инқирози унинг келиб чиқиш сабаблари намоён бўлиш шакллари ва таъсир оқибатлари тўғрисида кенг тушунча ва тасаввурлар ҳосил қилиш; жаҳон молиявий иқтисодий инқирозининг олдини олиш унинг таъсир оқибатларини бартараф этишда фаол ва онгли равишда иштирок этиш мамлакатимиз ҳар бир фуқоросининг бурчи эканини англаш; талабаларда мамлакатимизнинг ижтимоий-иқтисодий ривожлантириш борасида этилган ютуқлар, уларни таъминлаш манбалари, ўзига хос жиҳатлари муҳим макроиқтисодий кўрсаткичлар ва жараёнлар динамикасидаги асосий тенденциялар тўғрисида кенг билим ҳосил қилиш; мамлакатимиз тараққиётида эришилган ютуқлар мазмун-моҳиятини тушунтириш орқали талабаларда миллий ғурур ва ватанпарварлик туйғусини янада мустаҳкамлаш; мамлакатимиз ижтимоий-иқтисодий ривожлантириш

Республикамизда амалга оширилаётган ижтимоий-иқтисодий ислоҳатлар ҳамда улар натижасида рўй бераётган туб ўзгаришларнинг барчаси инсон манфаатларини рўёбга чиқариш мақсадига йўналтирилганлигини англаш, ёшларнинг жамиятимиздаги ўрни ва ролини чуқур ҳис қилиш таъминлаш асосида ўқувчи ва талабаларнинг ижтимоий ҳаётдаги фаоллигини ошириш. Президентимиз ўз асарларида дунёнинг ҳозирги вақтда бир қатор етакчи таҳлил ва экспертлик марказлари глобал молиявий инқироз ҳолатини ва унинг юз бериши мумкин бўлган оқибатларига доир материалларни ўрганиш ва умумлаштириш натижасида қуйидаги хулосаларга келаётганлигини таъкитлаб ўтдилар. Яъни, “биринчидан молия-банк тизимидаги инқироз жараёнларини деярли бутун дунёни қамраб олаётгани, ретсессия ва иқтисодий пасайишнинг муқаррарлиги, инвестициявий фаоллик кўл

пировард натижада-мамлакат иқтисодиётининг барқарорлик, дивирсификация ва рақобатга бардошлик даражасига боғлик” “тўртинчидан , жаҳон молиявий инқирозидан имкон қадар тез чиқиш, унинг оқибатларини еннгиллаштириш кўп жиҳатдан ҳар қайси давлат доирасида ва умуман, дунё ҳамжамияти миқёсида қабул қилинаётган чора татбирларнинг қанчалик самарадорлигига, уларнинг бир-бири билан уйғунлигига боғлиқ ” БМИ нинг мақсади. Яримўтказгичли ва диэлектрикли материалларнинг монокристалларини олиш технологиясини ўрганиш. Турли хил агригат ҳолатларидаги кристалларини ўстириб , монокристаллар ҳосил қилишни тушунтириш. БМИ нинг долзарблиги. Ҳозирги замон наноэлекроникаси ва нанотехнологияси учун зарур бўлган нономатериалларни олиш усулларини ишлаб чиқиш ва уни техникага, саноатга, медицинага, қишлоқ хўжалигига

Одатда электр токини яхши ўтказадиган моддалар металлар дейилади. Қадимдан металлар инсонлар хаётида муҳим ўрин тутган. Фан ва техника ривожланишини металларсиз тасоввур этиш қийин.Табиатда металлар миқдор жиҳатдан кўп бўлмасада, уларнинг турлари кўп учрайди. Элементлар даврий жадвалида, бизга маълум 107 та кимёвий элементдан 83 таси металлар ҳисобланади. Металл сўзи юнонча metallon келиб чиққан бўлиб шахта , руда , найза каби маъноларни англатади. Металлар электр токини ва иссиқликни яхши ўтказади, электромагнит тўлқинларни яхши қайтаради. Уларнинг механик хоссаларида бошқа қаттиқ жисмларга нисбатан бир қанча афзалликлари бор. Металларнинг бу хоссалари, уларнинг молекулалари орасидаги боғланиш табиатидан, уларнинг кристал панжараси ва энергетик зоналари тузилишидан келиб чиқади. Кўп ҳолла

) / exp(0 kT Ea    (1.1) Бунда, Е А - ўтказувчанликни фооллаш энергияси деб номланади ва электронни атомлар билан боғлан ишининг ўртача энергиясини билдиради. Ҳар қандай температурада иссиқлик ҳаракати энергияси таъсирида ярим ўтказгичдаги валент электронларнинг ехр(-Е А /кТ) га пропорционал қисми эркин заряд ташувчилар бўлади. Ярим ўтгазгичларнинг ўтказувчанлиги бошқа ташқи таъсирлар натижасида ҳам, кўп ҳолларда, экспоненциал ўзгаради. Шунинг учун температурага, киришма миқдорига ва бошқа ташқи таъсирларгажуда сезгирдир. Ярим ўтказгичларнинг бу хоссасидан турли хил вазифаларни бажарувчи асбоблар, сезгир қурилмалар қилишда фойдаланилади. Диэлектрик сўзи юнонча dia –орқали ва elektrik-электр сўзларидан тузилган. Диэлектрик атамасини Фарадий электр майдон кирадиган моддаларни аташ учун

зарур энергетик тўсиқ анча катта, бундай ўтиш имконияти, одатда жуда кичик, шунинг учун диэлектриклар электр токини деярли ўтказмайди. Уларда электр майдон электронлар зичлигини қайта тақсимлайди – қутбланиш ҳодисасини юзага келтиради. Зоналар назариясига асосан, диэлектриклар билан яримўтказгичлар орасидаги фарқ юқориги тўлдирилган зона билан бўш зона орасидаги тақиқланган зона кенглигининг ҳар хил бўлишлигидан иборат. Яримўтказгичларда Е g<3эВ, диэлектрикларда Еg>3 эВ деб шартли ҳисобланади. Диэлектрикларда зарядланган зарралар эркин кўчиши мумкин бўлмаганлиги туфайли унинг ичкарисига етарлича кучли ташқи электр майдонлар кира олади. Бунда кристал панжарасининг даврий электр майдонига қўшимча майдон қўшилганда учта муҳим ҳолат диэлектрикнинг ички тузилишининг ўзгаришини аниқлаш имконини

имконияти, бунинг натижасида кристалларни олиш технологияси соддалашади, айниқса эриганда парчаланиб кетадиган кимёвий бирикмалар бўлса; керакли профилли кристалларни олиш соддалашади , чунки ўсаётган кристаллнинг шакли ўсиш жараёни бошлангунгача олдиндан бериб қўйилади ўстириш температуранинг нисбатан кичиклиги , яъни унга мос ҳолда диффузия коэффициентининг кичиклиги сабабли ўстирилаётган кристалда , айниқса юпқа монокристалл қатлам ўстирилаётганда, киришмаларнинг тақсимоти ҳам қатламда , ҳам тагликда бошланғич материалдагидай ўзгармасдан сақланади. Кристалл ўстиришнинг қаттиқ фазали усулларининг камчиликларига қаттиқ фазали кристалланишнинг потенциал марказлари зичлигининг юқорилиги муртак ҳосил бўлишни бошқаришнинг қийинлиги ва шу сабабли нисбатан катта ўлчамли монокристаллар олишнинг

1. 1-расм. Кристални эритмадан йуналишли кристалланиш билан ўстиришда температуранинг тақсимланиш схемаси. Конгруэнт эрийдиган, яъни эриганда кристалл таркиби билан бир хил бўлган материаллар ҳамда эриш температурасида буғ босимлари кичик бўлган материаллар учун эритмадан ўстириш жараёни нисбатан сода жараён хисобланади. Конгруэнт эримайдиган материаллар учун ўстириш усули ва жараённи ўтказиш учун керак буладиган ускуналар мураккаблашади. Эритмадан монокристаллар ў стиришда ҳ ар хил усуллардан фойдаланилади. Бу усулларнинг ҳ аммаси асосида эритмани йуналишли кристаллаш ётади. Бунда эритмада ∆Т ута совутилиш ҳ осил қ илинганда кристаллнинг пайдо б ў лиши ва ў сиши бир фаза чегарасида амалга ошади ҳ амда исси қ лик кристалланиш фронтидан битта йуналишда олиб кетилади. Бу эса эритмани битта м

1. Бу гуруҳга кирадиган усулларда бошланғич маҳсулотнинг (заготовканинг) ҳаммаси эритилади ва бир томондан кристалланади. Бу усуллар нормал йуналишли кристаллаш усуллари дейилади. 2. Иккинчи гуруҳга эритилган бошланғич маҳсулотдан чузиб тортиш йули билан монокристалл ўстириш усуллари киради. Бу усуллар эритмадан кристалларни тортиб ўстириш усуллари дейилади. 3. Учинчи гуруҳга хар бир вақт мобайнида бошланғич маҳсулотнинг факат унча катта бўлмаган бир қисми (зонаси) эритиладиган ва кристалланадиган усуллар киради. Бу усуллар зонали эритиш ёки зонали қ айта кристаллаш усуллари дейилади. Бу гурухларга таалукли энг асосий усулларни куриб чи қ амиз. ЭРИТМАЛАРНИ НОРМАЛ ЙЎНАЛИШЛИ КРИСТАЛЛАШ УСУЛЛАРИ Бу усулларнинг ҳаммаси учун умумий бўлган нарса усиш жараёни давомида ўсаётган кристаллнинг эритма

1.1-расм. Нормал йўналишли кристалланиш усули билан кристаллар ўстириш учун қўлланиладиган ҳар хил шаклли тигелларнинг схемаси Совутилиш жараёнида кристаллнинг эриш температурасидан паст бўлган тигелнинг сохаларида бир нечта кристалланиш марказлари ҳосил бўлади. Кристаллнинг факат бита кристалланиш марказидан усиш эхтимолини ошириш учун махсус хар хил конструкцияли тигеллардан фойдаланилади. (1.1-расм.) Бунда тигеллар иссиклик майдонида вертикал ва горизонтал жойлашиши мумкин. Нормал йуналишли кристаллаш жараёнини утказиш учун қуйидаги аслахалар керак булади: материали эритмага ва кристалланиш жараёни ўтказилаётган атмосфера газига кимёвий чидамли, берилган шаклли тигель; керакли иссиклик майдонини ҳосил килиб берадиган печь; печнинг температурасини бошқарувчи ва тигель ёки қиздиргични мех

Тигелнинг материали эритма билан хулланмаслиги керак, чунки шу холдагина ўстирилган кристаллни тигелда уни синдирмасдан чиқариб олиш хамда қолдик деформация ва нуқсонларни минимумга келтириш мумкин. Бундан ташкари тигель кераклича термик ва механик мустахкамликка эга бўлиши керак. Тигеллар тайёрлаш учун кўпинча кварцли шиша, алюминий оксиди, графит, платина, бириллий оксиди, магний оксиди, цирконий диоксиди, торий диоксиди ва бошка материаллардан фойдаланилади. Агар тигел материалини ҳўллайдигин моддалардан кристалл устирилаётган булса, унда жуда хам юпка деворли, масалан, платинали контейнер тайёрланади. Бундай контейнерлар совутилганда осон деформацияланади ва устирилаётган кристалларда ката механик кучланишлар ҳосил килмайди. Нормал йуналишли кристаллаш усули билан бир қатор яримутказги

йирик монокристалларини ишлаб чикаришда энг кўп таркалган усуллардан хисобланади. Бу усулларнинг хар хил модификациялари кўп булиб, буларнинг хаммаси Чохральский усули номи билан аталади. Кристалларни эритмадан тортиб ўстириш усулининг принципи биринчи марта 1916 йилда Чохральский томонидан таклиф килинган эди. Бу усулнинг мохияти қуйидагича: бошлангич материал (кукун ёки поликристалл булаги куринишида) яхшилаб тозалангандан сунг тигелга солинади. Ва эритилиш холатигача киздирилади. Бу жараён герметик камерада вакуумда ёки нейтрал (инерт), оксидловчи ёки кайтарувчи атмосферада утказилади. Кейин ўлчамлари бир неча миллиметр бўлган устирма (затравка) совитиладиган кристалл ушлагичга урнатилиб ва керакли кристаллографик йуналишда ориентацияланиб, эритмага ботирилади. Устирманинг ботирилган уч

киздирилганлигига ва ў стирмадан иссиклик олиб кетилиш шароитига бо ғ лик булади. Эритманинг цилиндрик устуни баландлигини унинг о ғ ирлиги билан булиниш чегарасидаги сирт таранглик кучини тенглаштириб бахолаш мумкин: 2π r γ= hp c π r 2 g (1. 2 ) бу ерда , r - эритма устунининг радиуси, y - эритманинг сирт таранглиги, h - эритма устунининг баландлиги (одатда 2-5 мм атрофида булади), p с - эритманинг зичлиги, g -огирлик кучи тезланиши. Бу босқичда асосий рол жараённинг иссиклик шароитларига таалукли булиб, улар кристалланиш фронтининг шаклига боғлиқ буладиган кристалл ва эритмадаги температура градиентини, кристалланиш фронти якинидаги эритманинг ута совитилган сохасининг ўлчамларини, кристаллнинг диаметр ива усиш тезлигини, ундаги термик кучланиш ва хоказоларни аниклайди. Бу жараёндаги исс

Ў саётган кристаллдан олиб кетилаётган иссиклик окими эритмадан келаётган иссиклик окими ва б ў линиш чегарасида кристалланиш туфайли ажралаётган иссиклик миқдори йи ғ индиларидан ташкил топади. Эритмадан келаётган исси қ лик окими Q э эритмадаги температура градиентига пропорционал булади; кристалланиш иссиклиги Q к кристалл массасининг усиш тезлигига (кристаллнинг чизикли усиш тузлиги v нинг кундаланг кесим юзаси s = d 2 /4 ва кристалл зичлиги p га кўпайтмасига тенг) ва кристалланишнинг солиштирма иссиклиги L га пропорционал. Кристалл усишининг мумкин бўлган максимал тезлиги унда ажралиб чикаётган иссиклик Q 0 нинг олиб кетилиш тезлиги билан аникланади. Иссиклик баланси шарти бўйича Q 3 = ( Q Э + Q к ) Q к = (π d 2 /4) vpL ни эътиборга олсак, унда 2/3 0 0 2 ) /) ((2 /) ( ) /4( L Q Q d p

Кристаллни ў стириш жараёни уни эритмадан узиш билан якунланади. Киропулос усули. Эритмадан кристаллни тортиб ў стириш усулига якин усуллардан бири Киропулос усули хисобланади.(1.4-расм) Бу усулнинг фарки шундаки, бунда ў стирма эритмага туширилгандан кейин тортилмайди ва унда кристаллнинг усиши модданинг эриш температурасига мос келувчи изотерма хисобига булиб, у эритма ичкарисига силжиб боради. Бу эритманинг температурасини пасайтириш билан, кристалл ушлагич оркали устирмани совитиш билан амалга оширилади. Бу усул ёрдамида кундаланг кесим диаметри баландликка караганда ката бўлган кристаллар устирилади. Кристалларни тортиб ўстириш усулларининг устунлиги шундаки, бунда кристаллар фазода эркин усади, ташкаридан механик таъсир булмайди хамда кристаллнинг ўлчамларини осон бошқариш мумкин. 19

1.4-расм. Киропулос усули билан кристаллар ўстириш схемаси : 1-ўстирма 2-ўсаётган кристалл ; 3-тигел ; 4-эритма. Ҳозирги ва қ тда эритмадан тортиш усули билан учувчан компонент бу ғ ининг босими унча ю қ ори булмаган кўпчилик ярим утказгичли материалларнинг монокристаллари устирилмокда ( масалан , А III В V гурухидаги ярим утказгичли бирикмаларнинг нитридлари каби ). ЗОНАЛИ ЭРИТИШ УСУЛЛАРИ Зонали эритиш усулларидан материалларни ута чукур тозалаш билан бир қаторда ярим утказгич ва диэлектрик монокристалларини ўстириш учун хам фойдаланиш мумкин. Бу усулнинг икки варианти мавжуд: № Matelial Erish tempera turas i. C0 O’sish tezligi mm/ soat Tegilni ng mareriali 1 MgAl 2 O 4 2100 6 Iridiy 2 V 2 Al 5 O 12 1975 2 Iridiy 3 LiTaO 3 1650 10 Iridiy 4 CaWO 3 1550 10 rodiy 5 MnFe 3 O 4 1500 5 plantin1

a 6 NaBa 2 Nb 3 O 13 1450 5 plantin a 7 Sr 11.75 Ba 4.25 Nb 2 1406 5 8 LiNbO 3 1238 5 plantin a 9 ZnWO 4 1200 10 plantin a 1 0 BaClF 1008 8 plantin a 1 1 Bi 12 SiO 28 5 plantin a 1 2 KCl 770 5 Plantin a yoki farfor 1) Горизонтал зонали эритиш усули. ( 1 .5- расм.а ) . Бу усулда кристалланаётган материал тигелга жойлаштирилади. Бунда тигел материалига хам нормал йуналишли кристаллаш усулидаги тигелга куйиладиган талаблар куйилади. Зонали эритиш усуллари билан кристаллар ў стиришда тигелнинг бир чеккасида жойлаштирилган ў стирмадан фойдаланилади. Жараённинг бошланишида ў стирма билан бошлангич материал чегарасида эритилган зона ҳосил килинади. Бунда ў стирманинг бошлангич материалига тегиб турган кисми эритилади. Ундан кейин эритилган зона секин-асталик билан устирмадан бошлаб бошлангич мате

3. Эритилган зона 4. Бошланғич материал 5. Герметик камера девори 6. Юқори частотали шшшшш 7. Кристал ушлагич 8. Тигелъ 1.5-расм. Зонали эритиш усули билан кристаллар ўстириш схемалари : a -горизонтел зонали эритиш ; б-вертикал тигелсиз зонали эритиш .2 63 5 74 1 v2 4 61 3 5 8 20

Вертикал тигелсиз ЗЭУда эритма тигел материаллари билан ифлосланишдан ҳоли булади ҳамда тигель деворлари томонидан ўсаётган кристаллга таъсир киладиган механик кучланиш бўлмаганлиги учун нуксонлар ҳосил булмайди. Сузувчи зона усули яримутказгич ва диэлектрикларнинг ута тоза монокристалларини ўстиришда хамда эриш температураси ва эриган холатда кимёвий активлиги юқори бўлган материалларни ўстиришда кулланилади. Бошланғич материалнинг солиштирма электр қаршилигига боғлик ҳолда эриган зона юқори частотали қиздиргич, электрон нурли қиздиргич, фокусланган нурлар энергияси каби манбалар оркали шаклланади. Кўпроқ эритманинг самарали аралашишини таъминлайдиган юқори частотали қиздиргичдан фойдаланилади. Намуна буйлаб эритилган зонани силжитиш учун намуна қиздириш манбаига нисбатан ёки қиздириш ман

Иккинчи гурух эса газсимон бирикмаларнинг кристалланиш зонасида ажралиши (ёки қ айтарилиши) натижасида кимёвий синтез ва кимёвий транспорт усулларига асосланган. Газ фазали усуллар ёрдамида энг керакли электрон техника материалларининг монокристаллари, биринчи навбатда А II В VI А IV В IV , SiC каби бирикмалар ҳ осил қ илинади. Газ фазасидан кристаллар ў стириш нисбатан паст температураларда, материалнинг эриш температурасидан анча паст температураларда ў тказилади. 1.6-расм. СҚУ ёрдамида газли фазадан кристалл ўстириш : а,б-берк тизимлар ; в-орқа тизим. 1- контейнер; 2-бошланғич модда; 3-оммавий кристалланиш зонаси; 4-монокристалл ўстирмма . Сублимация-конденсация усули (СКУ) билан эриш температурасидан паст температураларда кераклича юқори буғ босимига эга бўлган 4 T 2 T 1 Газ a) sdf 22

моддаларнинг монокристалли ўстирилади. Бу жараёнлар ё берк ёки оқар тизимларда ўтказилади.(1.6-расм) Берк тизимни энг осон холда кавшарланган кварцли ампулада ҳосил қилиш мумкин.( 1.6-расм а,б) Қийин эрувчан моддалар учун корунддан ёки қийин эрувчан металлардан кавшарлаб ясалган тигеллардан фойдаланилади. Агар кристалланаёиган модданинг компонентлари кимёвий актив булса, унда тигел графит, шиша углерод каби материаллардан ногерметик холда шундай ясаладики, бунда тигелдан буғларнинг чикиб кетиши хисобга олмайдиган даражада булади. Бундай тизимлар квазиберк тизимлар дейилади. Берк тизимларда масса узатиш газли му ҳ итга боғлиқ холда молекуляр оким (вакуумда) хамда молекуляр ёки конвектив диффузия холатларда амалга оширилади. О қ ар тизимларда кристалл ў стиришда бошлан ғ ич модданинг бу ғ ла

1) материаллардан, айни қ са қ имматбахо ноёб материаллардан асбобларни кесиб ва жилвирлаб тайёрлашда йу қ отишлар камайтирилади (механик қ айта ишловда йўқотишлар 70-90% га боради): 2) юқори қаттиқликка эга бўлган, ишлов бериш қ ийин бўлган материалларда механик кайта ишловга сарфланадиган мехнат камайтирилади; 3) улар асосида тайёрланадиган асбобларга қ уйиладиган талаблардан келиб чи қ иб, керакли электрофизик ва геометрик параметрли кристаллар олиш (дисклар, мембраналар, ипсимон ва лентали кристаллар, цилиндрик шаклдаги кристаллар в х.к); 4) материаллар ва улар асосида асбоблар ишлаб чикаришни автоматлаштириш ва узлуксиз жараёнларни ишлаб чи қ иш учун шарт- шароитни яратиш; 5) материални рационал сарф қилиш окибатида ва профилланган кристалларда пайдо буладиган янги хоссалар асосида ун

фойдаланилди. Бундай шакллантирувчилар суз ғ ич куринишида булиб, эритманинг мениски суз ғ ичдаги тешикдан тепарокда б ў лади ва у эритма билан хулланмайдиган материалдан ясалади. 1.7-расм. Пластина кўринишдаги монокристаллни тортиб ўстирувчи қурилманинг схематик кўриниши . 1-эритма ,2-тигелъ, 3-графитли сулгич, 4-юқори частотали индуктор, 5-тирқиш, 6-монокристаллар пластинаси, 7-ўстириа. Степанов усули ёрдамида лента, пластина ва бош қ а шаклдаги монокристалларни ў стириш мумкин. СТЕПАНОВ УСУЛИ БИЛАН ПРОФИЛЛИ КРИСТАЛЛАР ЎСТИРИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИНГ ХУСУСИЯТЛАРИ Юпка пластина шаклида кристаллни Степанов усули билан ўстиришда фойдаланиладиган оддий қурилманинг схемаси кўрсатилган.1.7-расмда кўрсатилган. Бу қурилмада шакллантиргич кесилган тиркишли сузгич кўринишда булиб, графитдан тайёрланган.

очи қ лик текислик кисмида 10-20 мкм, чеккасида эса 50-100 мкм атрофида булади. 1.8-расмда к варцдан тайёрланган сузгичнинг фасонли чукурчасидан лентали монокристаллни ў стириш схемаси тасвирланган. Бунда фасонли чу қ урчага эритма капилляр тешик ор қ али ў тади. Бу эса сузгичдаги эритма атомларининг тигелга диффузияли узатилиш жараёнини йу қ қ илиш имкониятини беради. 1.8-расм. Капилляр каналли сузувчи тегелнинг фасонли ўйма орқали маълум шаклдаги монокристал ўстириш қўрилмасининг схемаси. 1-лента кўринишда тортиб ўстирилаётган . 1.9-расм. Тубида тор тешик бўлган тигелъ орқали профилланган ионокристалл ўстирувчи қурилма схемаси. 1.9-расмда тигелнинг тубидаги тор тешикча оркали Степанов усули билан яримутказгичли монокристаллар ўстириш схемаси тасвирланган. Бунда кристалланувчи томчи усаёт

Кремнийнинг профилланган монокристалларини ў стиришда шакл берувчилар учун материаллар танлаш анча мураккаб муаммодир, чунки кремний эриш температурасида ю қ ори кимёвий активликка эга б ў лади. Шу сабабли синаб қ урилган к ў п материалларнинг орасидан фа қ ат нитрит бордан тайёрланган шакл берувчиларда қ оникарли натижаларга эришилади. Эни 35 мм гача ва қ алинлиги 2,5 мм гача бўлган лентасимон кремний аргон атмосферасида ёки вакуумда 2 мм/мин тезлик билан ў стирилади. Ҳозирги даврда германий ва сапфирнинг профилланган монокристалларини ў стиришда энг ката муваффакиятларга эришилди. Степанов усули билан германий ва сапфирнинг монокристаллари пластина, квадрат қ ир қ имли б ў лган ингичка ленталар, цилиндр, трубача ва хоказо шаклларда устирилмокда. Айникса сапфирнинг кристалларини ў стиришд

II - БОБ § 2.1. МОНОКРИСТАЛЛ ЎСТИРИШДА ТЕХНОЛОГИК ЖАРАЁНЛАРНИ БОШҚАРИШ Кристалларни ўстириш кўп омилли мураккаб жараён бўлиб, унинг параметрлари ўстирилаётган монокристаллнинг материалига ва ўстириш усулига боғлик бўлади. Устирилаётган кристаллнинг сифати унинг кристалл структурасининг мукаммаллигига, дислокациянинг борлигига ва зичлигига, термоэластик кучланишларга, солиштирма қаршиликнинг бир хиллигига, киришмаларнинг кундаланг кесим ва узунлик бўйича бир хил таксимланганлигига боғлик бўлади. Сифатли монокристалл олиш учун технологик режимлар мукаммал бўлган назорат ва бошкарувчи қурилмалар ёрдамида аник ушлаб турилади. Ҳозирги даврда автоматлаштирилган бошқариш тизимларини яратиш максадида технологик жараёнларни назорат қилиш ва бошқариш сохаларидаги энг катта ютуқлар эритмадан кристалл

ва ўстирмани совитувчи сувнинг босими ва ўтиш тезлиги ва ҳоказолар киради. Кристалл-эритма тизимининг параметрларига эритма ва кристаллнинг температураси ва улардаги температура градиентлари, конвектив оқимлар ҳосил қилаётган эритмадаги тезликлар майдони, менискнинг шакли ва баландлиги, эритилган зонанинг баландлиги ва шакли, кристалланиш фронтининг шакли, ўсаётган кристаллнинг диаметри ва шу кабилар киради. Ўсаётган кристаллнинг сифатини бошқариш учун кристалл-эритма тизимидаги параметрларнинг назорати асосий ахамиятга эга. Ўсаётган кристаллнинг диаметрини назорат қилишда Степанов усулидаги шакл берувчилардан, телекамералардан, рентген қурилмалардан ва тортувчи мосламалардан фойдаланилади. Менискнинг баландлигини назорат қилишда фотопирометр, лазерли локация каби усуллардан фойдаланилади.

Техник кремний олиш учун кремний диоксиди ( SiO 2 ) углерод (С) билан қ айтарилади. Бу жараён электр ёйли печларда графитли электродлар ёрдамида ў тказилади. Печь энг тоза навли кварц қ уми ва кумир, кокс ва ёгоч пайрахаси куринишидаги углерод аралашмаси билан тулдирилади. Электр токининг таъсирида бу аралашма 2000 0 С гача қ издирилади. Ва натижада умумий куриниши қ уйидагича бўлган реакция кетади:)( )(2 3 2 k k C SiO  )2( )2( )( 3CO SiO Si c   (2.1) Бундай йул билан ҳосил қ илинган техник кремнийнинг таркиби: 98+99% Si , 1+2%( Fe , AI , B , P , Ca , Cr , Cu , Mg , Mn , Ni , Ti , V ва бошкалар) дан иборат б ў лади. Поликристалл кремний олишнинг замонавий технологияси трихлорсиланни водород билан қ айтарилишига, кремний тетрахлоридини рух билан қ айтарилишига ва моносиланни пиролиз қ ил

Трихлорсилан кремнийни гидрохлоридлаш йули билан ҳосил килинади: бунда техник кремний 2600+4000С температурада хлорид кислотаси билан таъсир эттирилади. Кремнийнинг хлорсиланларини олиш реакциялари кайтарилувчан ва экзотермик б ў лади:)(2 )(3 )( )( 3 r r r k H SiHCL HCL Si    (2.2) )(2 )(4 )( )( 2 4 r r r k H SiCL HCL Si    (2.3) 300 0 С дан ю қ ори бўлган температурада реакция ма ҳ сулотларида ТХС б ў лмайди. ТХСнинг чи қ иш ми қ дорини ошириш учун жараённинг температураси камайтирилади. Бу эса (2.3) реакциянинг тезлигини анчагаТрихлорсиланни қайтаришКварс қум Водорол хлор Хлорсилан синтизи Силиконлар ишлаб чиқариш Хлорсиланларни ажратиш Трихлорсиланни тозалаш Тозаланган Трихлорсилан Ярим ўтказгичли поликристали Зонали тозалаш ва ТЗЭ усули билан кремний кристалларини ўстириш Чохралъ

секинлаштиради. (2.2) Реакциянинг тезлигини ошириш учун катализаторлардан (мисс, темир, алюминий ва бош қ алар) фойдаланилади. Масалан, бошлан ғ ич кремнийга 5% гача мисс киритилса, реакция маҳсулотларида 2650С температурада ТХСнинг миқдори 95%га етади. ТХСнинг синтези «кайновчи» катламли реакторда олиб борилади. Бунда заррачаларининг ўлчамлари 0,01-1 мм бўлган техник кремнийнинг кукуни узлуксиз равишда тепадан бериб турилади. ТХС синтези жараёнида ҳ осил бўлган бу ғ симон аралашма совитиш зонасига утади ва у бу ерда тезда 40-1300С гача совитилади. Натижада хар хил киришмаларнинг қ атти қ заррачалари (темир, алюминий ва бош қ а хлоридлар) чанг куринишда ажралади ва реакцияга киришмай қ олган кремний хамда полихлоридлар ( Si и CI 2я+2 ) билан биргаликда фильтрлар ёрдамида ажратиб олинади. Ч

бутунлай тозалайди. Алюминийдан таш қ ари кумуш, мисс ёки сурьмадан хам фойдаланиш мумкин. Фосфордан тозалаш учун ТХС хлор билан туйинтирилиб, фосфоручхлориди пентахлоридга айлантирилади. Қ оришмага алюминий хлориди кушилганидан сунг учмайдиган бирикма PCI 5 AICI 3 ҳ осил б ў лади. У эса ректификация билан чикариб юборилади. Тозалангандан с ў нг ТХСда микрокоришмаларнинг қ олдик ми қ дорлари масса бўйича: бор учун-3х10 -8 , фосфор учун-1х10 -7 , мишьяк учун-5х10 -10 , углерод учун (углеводородлар куринишида)-5х10 -? % дан ошик булмаслиги керак. Намунали электр улчашда донорларнинг қ олдик миқдори n -турли кремнийларда солиштирма каршиликнинг 5000 Ом см дан, р-турли кристалларда акцепторларнинг қ олди қ миқдори 8000 Ом см дан кам б ў лмасликларини таъминлаш керак. Ю қ ори тозаликдаги кремни

интеграл микросхемалар ишлаб чикаришда фойдаланилади, озгина қ исми (2%) куёш элементларини тайёрлашга сарф булади. Тигелсиз зонали эритиш усули билан кремний кристалларини ў стириш ички диаметри бошлангич поликристалл стержени ва кристаллдан кичик бўлган бир ў рамли индуктор асосида амалга оширилади. Ҳозирги замонавий тизимларнинг деярли хаммасида индуктор стационар холатда булади, поликристалл стержен ва ў саётган кристалл эса силжитилади. Тигелсиз зонали эритиш усулида кристалларни ў стириш тезлиги Чохральский усулига қ араганда икки марта катта, лекин техник қ ийинчилик сабабли кремний кристалининг диаметри (-150 мм) Чохральский усули билан олинадиган кристалл диаметридан кичик булади. Тигелсиз зонали эритиш усули билан олинадиган кремний монокристаллари ишлаб чикарилаётган кремний мон

билан аралашмаслик; унда мишьяк буғларининг эримаслиги; кристаллни ўстиришда монокристаллнинг ўстирмадан усиш жараёнини назорат қилиш учун бу қатлам шаффоф булиши. Бу талабларнинг кўпчилигига бор оксиди В 2 О 3 (юмшаш температураси 600 0 С) асосидаги химоя қ атлами жавоб бера олади. Бирок 820 0 Сда эрийдиган мишьяк кучсиз булса хам В 2 О 3 да эрийди. Бу эса мишьякнинг исроф б ў лишига сабаб б ў лади. Бу исрофни камайтириш учун химоя қ атламининг устида инерт газининг юқори босими ҳ осил килинади. Кварцли тигелга Ga ва As аралашмаси солинади. Бунда мишьяк синтез пайтида бу ғ ланиш натижасида исроф булишини компенсациялаш учун стехиометрияга нисбатан орти қ чарок килиб олинади. Аралашма бор оксиди В 2 О 3 булакчалари билан бекитилади. Бу булакчалар 600 0 С да эриб, калинлиги 20-40 мм ли қ ат

с с с С С С , , 0  - мишьякнинг эритмадаги мос холда мувозанатли, бошлангич ва Айни пайтдаги концентрациялари, s э – эритманинг буғли фаза билан контакт юзаси, К сr –мишьякнинг буғланиш (таъсирлашиш) коэффициенти Синтез жараёни тугаганидан сунг эритма совутилади, натижада арсенид галлийнинг поликристалл куймаси ҳосил булади. Арсенид галлий монокристалларини ҳосил қ илишнинг асосий усули бўлган Чохральский усули билан доиравий қ ир қ им диаметри 75 мм бўлган дислокациясиз арсенид галлий монокристаллари ҳ осил қ илинади. Бунда кристаллар В 2 О 3 химоя қ атлами тагидан GaAs поликристали эритмасидан тортиб ў стирилади. Жараён аргон ёки азот атмосферасида (2+6)х10 6 Па гача бўлган босимда ў тказилади. Устирилаётган кристаллнинг бир жинслилигини таъминлаш учун эритмага вертикал магнит майдони қ

Органик шишаларга полиакрилатлар, поликарбонатлар, полистирол, винилхлориднинг метилметакрилат билан қушма полимерлари каби органик полимерларнинг шишасимон холатдагилари мисол булади. Электрон техникада ноорганик бирикмалар асосидаги шишалар энг кўп ишлатилади. Бу шишалар қ уйидаги синфларга булинади: элементар (оддий), галогенли, халкогенли, оксидли, металли, сулфатли, нитратли, карбонадли ва хоказолар. Битта элементнинг атомларидан ташкил топган шишалар элементар шишалар дейилади. Фа қ ат озгина сондаги элементларнинггина шишасимон холати ҳосил килинган. Буларга олтингугурт S , селен – Se , мишьяк – As , фосфор – P ва углерод – C элементлари киради. Шишасимон олтингугурт ва селен-эритмаларни тезлик билан совўтиш ор қ али, шишасимон мишьяк-вакуумда сублимациялаш усули билан, шишасимон фо

хил модификацияловчи оксидлар. Шундай қ илиб, шиша ҳ осил қ илувчи оксиднинг турига қ араб шишалар қ уйидаги синфларга булинади: силикатли, боратли, фосфатли, германатли, теллуритли, алюминатли ва шу кабилар. Саноатда ишлаб чиқариладиган шишаларнинг таркиби камида бешта компонентдан, махсус ва оптик шишалар эса унта компонентдан ташкил топади. Шишаларнинг таркибини узгартириб, у ларнинг хоссаларини керакли томонга хохлаганча узгартириш мумкин. Шишаларнинг қ отиш ва эриш жараёнлари кристаллардан фар қ қ илиб, маълум бир температура орали ғ ида секин-аста юз беради, яъни шишаларда ани қ бир қ отиш ёки эриш температураси булмайди. Шиша пишириш жараёнида эритма сую қ холатдан аввал пластик ҳ олатга кейин қ атти қ ҳ олатга утади. Шишаларнинг қ отиш ёки эриш жараёнлари маълум бир температура ора

M odda Yumsh atish temperatura si Shish alanish temperatur asi Erish evtalviyasi KJ/mol Yumshatis h temperaturasi da gi qovushqoqlik Si O 2 1995 1495 8 10 6 Ce O 2 1389 853 17.2 7*10 4 В 2 O 2 723 550 23 10 4 P 2 O 2 853 537 71 5*10 3 A S 2 O 3 583 420 18.7 10 3 Ве F 2 823 523 41.2 >10 5 Se 493 305 6.2 2.2 P 4 Se 4 603 455 - - Биринчи гурухга модда холатларининг функцияларини ифодалайдиган (ички энергия, моли хажм, энтальпия, энтропия) Р нинг хоссалари киради. Бу хоссалар температура ортиши билан текис ў згаради. (2.2-расм, 1-эгри чизиқ) 2.2 расм.шишанинг (Р) ва унинг ҳосилалари хоссаларининг шишаланиш интервалида температурага боғланишлари. I-қаттиқ ҳолат, II-пластик ҳолат, III-суюқ холат . 39rTdP/dT d 2 P/dTP T w Т g TP

Шишанинг иккинчи гурухга қ ирадиган хоссалари Р ҳ олат функциясининг температура бўйича олинган биринчи ҳ осиласи dP/dT (чизикли ва хажмий термик кенгайиш коэффициентлари, иссиклик сигими) б ў либ, T w нуктада эгилишга эга. Учинчи гурухга кирадиган хоссалар (исси қ лик утказувчанлик, диэлектрик йўқотишлар) Р дан температура бўйича олинган иккинчи ҳосила б ў либ T w нуктада максимум ёки минимумга эга булади. Булардан таш қ ари шишанинг характерли параметрларига шишанинг таркибига бо ғ лик бўлган Т r , Т g температуралари хамда шишаланиш интервали (Т-Т) киради. Шишаланиш температураси Т g га шиша массанинг 10 12 -10 13 Па с қ овуш қ о қ лиги, Т температурага эса 10 8 Па с қ овуш қ о қ лик мос келади. ШИША ПИШИРИШНИНГ ФИЗИК-КИМЁВИЙ АСОСЛАРИ Электрон техниканинг энг керакли материалларидан бир

    RT E A / exp    (2. 5 ) Бу ерда, динамик қовушқоқлик коэффициенти А-константа (10 -4 - 10 -5 Па с) модданинг кимёвий табиатига боғлиқ бўлиб, эйнштейн тенгламасидан ҳисобланиши мумкин: А=Nh/V (бу ерда N- Авогадро сони, h- Планк доимийси, V-молли хажм Е-активлаш энергияси (оксидли шишалар учун 80-630 кД/мол) бўлиб, тортишиш кучларини енгиш ва ундан кейинги заррачаларнинг силжиш жараёнларидан келиб чиқади, температурага боғлиқ бўлади ва тахминан қуйидаги тенглама билан ифодаланади: Е q =Е о /Т, бу ерда Е о -элемент –кислород боғнинг мустахкамлигига пропорционал бўлган катталик. Шакл беришнинг температуравий оралиғида ковушкокликнинг узгариш характери бўйича шишалар қисқа ва узун шишаларга бўлинади. 2.3-расм. Оксидли шишалар қовушқоқлигининг температурага боғланиш графиклари. 1,2-уз

(-250-500 0 С) б ў лганлари эса узун дейилади. Узун шишалар учун шакл бериш режимини ишлаб чи қ иш қ ис қ а шишаларга қ араганда анча осон. Шишаларнинг қ овуш қ о қ лиги заррачалар орасидаги кимёвий богларнинг мустахкамлигига бо ғ ли қ б ў либ, улар уз навбатида заррачанинг турига бо ғ ли қ б ў лади. Силикат шишалар ичида кварц шиша бир хил температуравий шароитда энг ка т та қ овуш қ о қ ликка эга. Унинг таркибига ишкорий металларнинг оксидлари киритилиши билан ҳосил б ў ладиган бинар ишкорий-силикат шишанинг қ овуш қ о қ лиги кескин камайиб кетади. Tarkib SiO NaO- 2SiO Na O-Si O 2Na O- SiO ,Pa·c 109 28 0.16 0.1 Осон эрувчан қ овуш қ о қ лиги кичик бўлган глазурлар тайёрлаш учун глазур таркибига фтор, барий, қ ургошин бирикмалари қ ушилади. Шиша ишлаб чикариш учун хомашёвий материаллар.

қ араганда анча тоза ҳ исобланади. Хомашё материалларининг сифатига (кимёвий таркиб, киришмалар, дисперслик ва бош қ алар) қ уйиладиган талаблар шиша маҳсулотларнинг турига ва қ аерда ишлатилишига бо ғ ли қ бў лади. Электрон техникада қ улланиладиган шишалар ишлаб чи қ ариш учун (микроэлектроникада қ атламлараро изоляциялаш, герметикловчи компаундлар, резистор ва конденсаторларнинг компонентлари, электромагнит, оптик, лазер нурланишларнинг сезгир датчиклари ва бошкалар учун) керак буладиган хомашёга қў йиладиган талаблар тайёр шиша маҳсулотнинг сифатига қў йиладиган талаблар билан аникланади. Шиша саноатида хар хил шиша маҳсулотлар тайёрлашда кремний диоксиди учун материал сифатида кварц қ уми, майдаланган қ ум, кварцит ва толали кварц кабилардан фойдаланилади. Бунда тозалик даражаси бўйич

10-3-10-6% дан ошмайди. Бундай шишалардан хусусий холда Чохральский усули билан кремний монокристаллари ў стириш учун кварцли тигеллар диффузия жараёнлари ва ярим утказгичлар эпитаксияси ўтказиладиган кварцли реакторлар, оптик ва лазер шишаларини ишлаб чикаришда ва хоказолар тайёрлашда фойдаланилади. Шихта тайёрлаш . Маълум таркибли шиша маҳсулотини тайёрлаш учун аввал шихта тайёрланади. Шихта тайёрлаш учун керак б ў ладиган материаллар яхшилаб тозаланади, оптимал донадор қ илиб майдаланади, керакли нисбатларда улчаниб яхшилаб аралаштирилади. Бунда шихтанинг асосий технологик курсаткичи таркибнинг бир жинслигидир. Пиширилган шиша массанинг сифати бошлангич материалларнинг аник ва кунт билан тайёрланганлигига ва уларнинг кандай аралашганига бо ғ ли қ б ў лади. Компонентларнинг кимёвий тарки

Силикат ва шиша ҳосил булиш жараёнлари бир вактнинг узида кечади. Силикат ҳосил булиш жараёнида шихта компонентлари ў заро кимёвий таъсирланиб карбонатлар, сульфатлар ва бош қ а моддалар силикатларга ва бошка орали қ бирикмаларга айланади. ШИША МАҲСУЛОТЛАРИ ТЕХНОЛОГИЯСИ Шиша қ айнатишдан кейинги асосий технологик босқич шишага шакл бериш хисобланади. Бунда қ овушкок эритма (шиша массаси) ташки кучлар натижасида керакли конфигурацияли қ атти қ маҳсулотга айлантирилади ва секин-асталик билан совитилиб қаттиқ холатга келтирилади. Шакллантириш жараёнида шишанинг қовушқоқлиги 10 2 дан 10 12 Па с гача узгаради. Шакллантириш жараёни икки босқичга булинади: шакл ҳосил қ илиш босқичи ва шаклни фиксациялаш босқичи. Шакл ҳосил қ илиш шиша масса о қ иш ва пластик деформация ҳ олатлари мумкин б ў лган

6) марказдан кочма шакллантириш; 7) шиша массанинг тагликда эркин о қ ишига асосланган флоат усули. Шаклланган шиша маҳсулоти совитилганда унинг ташки ва ички девор қ атламлари орасидаги температуранинг фарки туфайли ҳ осил буладиган механик кучланишни олиб ташлаш учун шиша маҳсулотлар қ издирилади. Қ издириш жараёни қуйидаги бос қ ичларни ў з ичига олади: 1) маҳсулотни қ издириш температурасигача қ издириш (ёки совитиш); 2) кучланишни олиб ташлаш учун қ издириш температурасида ушлаб туриш; 3) масъулиятли совитиш. Бунда шишада қ олди қ кучланиш ҳ осил булишидан са қ лаш учун қ изидиришнинг паст температурасигача секин- аста совитилади; 4) хона температурасигача тез совитилади. Шишани тоблаш деб унда сунъий равишда бир хил таксимланган кучланиш ҳ осил қ илишга айтилади. Тоблашда шиша Т r -

технологиясидан асосий фар қ и шундаки, бунда моддаларнинг эритилишига йул қ уйилмайди. Керамика к ў п фазали мураккаб тизимдан иборат. Унинг таркибида кристалли, шишасимон ва газли фазалар (одатда, берк говаклар куринишида) мавжуд булади. Кристалл фаза керамиканинг асосий фазаси булиб, материалнинг мазмунини ва хоссаларини (диэлектрик ва магнит сингдирувчанлик, йу қ отиш қ уввати, чизи қ ли кенгайишнинг температура коэффициенти, механик мустахкамлик) белгилайди. Шишасимон фаза шиша қ атлам б ў либ, кристалл фазани ташкил қ илувчи доначаларни бо ғ лаб туради. Шишасимон фазанинг миқдори керамиканинг технологик ҳ усусиятларини (пишириш температураси, пластиклик даражаси ва бош қ алар) белгилайди. Шишасимон фаза шиша қ атлам б ў либ, кристалл фазани ташкил қ илувчи доначаларни бо ғ лаб туради

ў згартиришлар киритилади. Энди бу схемада келтирилган асосий технологик жараёнларни куриб чикамиз. минерализаторларTiO 2 BaCO 2 Бошлангиич компанентларнинг тахлили Кимёви таркибни хисоблаш ва компанентларни улчаш майдалаш ш аралаштириш Иккаламчи майдалаш Дастлабки куйдириш Сувсизлантириш ва аралашмани куритишБогловчини тайёрлаш аралаштириш гранулалаш Заготавкага шакл бириш спекание Кайта ишлов бериш канденсаторлар Назорат ва саралаш бошкалар Пъезоэлементлар р 48

технологик жараёнларни куриб чикамиз. 49

2.5-расм. ВаТi O 2 керамикаси асосидаги маҳсулотлар ишлаб чикариш жараёнининг технологик схемаси. 1. Шихта тайёрлаш . Шихтани тайёрлаш бошлан ғ ич материалларини тайёрлашдан бошланади. Бошлан ғ ич компонентларнинг сифатига қ араб керамиканинг ҳ оссаларини назорат қ илиш ва бош қ ариш мумкин. Электрон техникада қ улланиладиган энг арзон керамик материаллар тайёрлаш учун хом ашё сифатида тупрок, дала шпати, кремнезем, каолин ва бош қ алар ишлатилади. Буларни майдалаш жараёнида темир аралашмалар хлор кислотаси ёрдамида ёки электр магнит ёрдамида олиб ташланади. Ю қ ори сифатли керамика олишда заррачаларнинг ўлчами 0,5-5 мкм.дан ошмаслиги керак. 2. Шихта таркибини тайёрлаш ва бошлангич компонентларини аралаштириш. Бу жараён керамика технологиясида асосий операция ҳ исобланади. Бунда берилган т

3. Кушилмалар. Керамиканинг ҳ оссаларини ва ишлаб чикариш жараёнларини бош қ ариш учун қ уйидаги қў шилмалар қ ушилади: 1) минералловчилар 5%гача, куйдириш жараёнини тезлаштириш учун; 2) пластифиқаторлар, маҳсулотга шакл бериш жараёнини осонлаштириш учун; 3) модификацияловчи қ ушилмалар, электрофизика хоссаларни бошқариш учун. 4. Шихтани гранулалаш. Бунда кукун ҳ олатдаги шихта бир хил ўлчамда ва шаклда гранулаланади, асосан гранулалаш пресслаб шакл беришдагина қ улланилади. 5. Маҳсулот заготовкасига шакл бериш. Шакл беришнинг қ уйидаги усуллари кўпрок қ улланилади. а) пресс-шакллашда сову қ пресслаш; б) қ айно қ пресслаш; в) қ айно қ қ уйиш; г) мунштукли пресслаш; д) изостатик пресслаш; е) вибрацияли зичлаш. 6. Заготовкаларга термик ишлов бериш жараёнлари . Термик ишлов беришдан ма қ сад

температураси бошланишидан то заррачаларнинг зич монолит материал ҳ олига келгунгача б ў лган температураларда ў тказилади. ЭНГ АСОСИЙ КЕРАМИК МАТЕРИАЛЛАР ТЕХНОЛОГИЯСИ Ў рнатилувчи керамика. Ў рнатилувчи керамика технологиясининг ҳ усусиятларини микросхемалар тагликларини тайёрлашда ишлатиладиган энг асосий ў рнатилувчи материаллар мисолида куриб чи қ амиз. Б ў ларга биринчи навбатда алюминий оксиди ва бериллий оксиди асосидаги керамикалар киради. Қ увватли микросхемаларнинг кўпчилигида таглик сифатида ю қ ори со ғ тупро ғ ли керамика 22ХС (96% AI 2 O 3 ) ва поликор (99,7 % AI 2 O 3 ) асосидаги алюминий оксидли керамика ишлатилади. Алюминий оксидининг бир нечта полиморфли модификациялари мавжуд.  –А l 2 О 3 –корунд, алюминий оксиди асосидаги керамикали маҳсулотларнинг бош кристалл фазаси

термик тур ғ ун б ў лган  –А l 2 О 3 дан иборат минералогик бир жинсли материал олиш учун бошлан ғ ич техник со ғ тупро қ 1450 °С гача қ издирилади ва бунда  -А l 2 О 3  –А l 2 О 3 га айланади. Бу операция натижасида со ғ тупро қ керакли технологик хусусиятларга хам эга б ў либ қ олади. Масалан, нозик майдалашда унинг интенсивлиги ошади. Оммавий ишлаб чи қ аришда ҳ осил қ илинаётган  –А l 2 О 3 корунд шартли тегирмонларида майдаланади. А l 2 О 3 нинг ми қ дори 96-98 % ни ташкил қ илган керамик материалларинида ёпиб пиширишни интенсификациялаш учун минерализаторлар – SiO 2 асосидаги шишалардан фойдаланилади. Бу минерализаторларнинг бош қ а компонентлари б ў либ, металларнинг оксидлари MgO , CaO , BaO , MnO 3 Cr 2 O 3 хисобланади. 22 ХС керамикасини ҳосил қилишда 5-6 % массавий миқдорида

бериллий гидроксидини айлантирилади ва у 900-1800 °С температурада куйдирилади. ВеО асосида буюмлар керамика технологиясининг хама усуллари ёрдамида тайёрланиши мумкин. Бериллий ва унинг бирикмалари захарли бўлганлиги уларнинг электрон техникада кенгрок кулланилишига тусик булмокда. Шу сабабли кейинги йилларда карбит кремний асосидаги керамика ( SiC га 1-3 % миқдорида пиширувчи кушилмалар – ВеО, В 4 С 1 С ва бошкалар кушилган) ишлаб чикилди. SiC асосидаги керамиканинг асосий характеристикалари: иссиклик утказувчанлик жихатдан [293 Вт/(м-К)] метали алюминий, алюминий ва бериллий оксидлари асосидаги керамикалардан устун булиб, мисга нисбатан салгина камдир; иссикликдан кенгайиш коэффициенти кремний монокристалиникига якин; солиштирма хажмий каршилиги юқори ρ~10 13 Ом·; паст ва юқори температ

- диэлектрик йўқотишларнинг минималлиги; - электр мустахкамлик ва солиштирма хажмий каршиликнинг максималлиги; - электрокимёвий эсқилишга юқори чидамлилик; - материалнинг бир жинслилиги ва хоссаларининг кайтарилувчанлиги; - таннархининг камлиги ва бошлангич хомашёнинг бемалоллиги. Конденсатор диэлектриги сифатида ишлатиладиган керамик материаллар олиш технологиясининг хусусиятларини сегнетокерамика мисолида куриб чикамиз. Конденсаторлар учун ишлатиладиган сегнетокерамик материаллар учта гурухга булиниши мумкин: максимал диэлектрик киритувчанликни материаллар (Н-90 гурухи), температуравий тургунлиги юқори бўлган диэлектрик киритувчанлиги материаллар (Н-50, Н-30 ва бошкалар) ва диэлектрик йўқотишлари кичик бўлган материаллар (Т-900 материали). Бу гурухлардаги сегнетоэлектрикли конденсатор ке

кушимчалар кушиш (бундан бир фазали қаттиқ коришма асосидаги керамика ҳосил булишда фойдаланилади); керамикада ε нинг температуравий боғланишини текислайдиган, зоссалари бир-биридан фаркланадиган икки ва ундан ортик ваза ҳосил килинади. СИТАЛЛАР ТЕХНОЛОГИЯСИ Шу сабабали диэлектрик киритувчанликнинг температуравий стабиллиги юқори бўлган керамикали материаллар ҳосил қилиш учун иккинчи усулдан-керамикада хоссалари билан фарк киладиган иккита ва ундан ортик фаза яратишдан фойдаланилади. Бундай усул билан яратилган материалларнинг хоссалари. Ситаллар шиша кристалл маҳсулотлар булиб, махсус таркибли шишани мажбурий кристаллаш йули билан олинади. Ситаллар структура жихатидан шиша ва кристалл тузилишига эгалиги булса, керамика ва бошка кристалл материаллардан фарки-жуда кичик бир жинсли, микрокри

қўшилади ва махсус режимда термик кайта ишлов берилиб, шаклланган маҳсулот олинади. Кристаллаш катализаторлари вазифасини бажарувчи бирикмалар ёки элементлар қуйидаги талабларга жавоб Бера билишлари керак: - катализатор шишада юқори температураларда (пишириш температураси атрофии) ексиз эрувчанликка ва паст температураларда (юмшаш температураси ва ундан пастрок) чекланган эрувчанликка эга булиши керак; - катализатор паст температура сохаларида шишада кристаллаш марказлари ҳосил қилиш активлаш энергиясини камайтириш керак; - катализатор ион ва атомларининг диффузия тезлигининг қиймати паст температураларда шишанинг асосий компонентларига караганда юқори булиши керак; - кристаллнинг шиша билан хулланишини таъминлаш учун кристалл муртак-шиша чегараси кичик сирт энергиясига эга булиши керак; -

Ситалл олишда шишали буюмлар ишлаб чикариш технологиясидан фойдаланилганда (шихта ҳосил қилиш-шиша кайнатиш-буюмларни шакллантириш-маҳсулотни киздириш) у яна бита технологик босқич: буюмларни кристаллаш билан тулдирилади. Бу босқич киздиришсиз ёки ундан кейин амалга оширилади. Баъзи бир холларда, масалан, мураккаб конфигурацияли деталларни ишлаб чикаришда ситаллар ҳосил қилишда керамикали технология қуйидаги схема бўйича кулланилади: шихта олиш-шиша кайнатиш- гранулалаш-шишани кукун холигача майдалаш-шликер ҳосил қилиш- буюмларни шакллантириш - ёпиб пишириш (спекание)-кристаллаш. Ситалл шихтаси шиша шихтадан кристаллаш катализаторлари борлиги билан фаркланади. Шу Билан бирга кулланилаётган хомашё компонентларининг тозалигига бўлган талаб ута юқорилигича колади. Шиша масса таркибига боғлиқ

2.7-расм . шишани сеталга айлантириш учун қайта термик ишлов бериш режими схемаси. Шишани кристаллаш босқичи буюмларга махсус термик ишлов бериш жараёни давомида амалга оширилади. Келтирилган термик ишлов бериш режимининг асосий хусусиятларидан бири бунда иккита узига хос температуранинг борлигидир. Бу температуранинг биринчиси кристалланиш марказларининг максимал ҳосил булишини, иккинчи уларнинг чизикли усиши максималлигини таъминлаши керак. Кристалланиш марказлари ҳосил булиши ва усишининг кинетик боғланишлари температура-вакт боғланишлари билан биргаликда келтирилган. Бу эса кристалланиш марказлари ҳосил булиш частотаси (КМЧ) ва кристаллашнинг чизикли тезликлари (КЧТ) билан термик ишлов бериш режими орасидаги боғланишни яккол курсатиш имконини беради. Бу боғланишлардан куриниб турибдик

Ишлов беришнинг иккинчи босқичи кристалланиш марказлари усиши чизикли тезлигининг (КЧТ) максимумига мос келадиган температураларда утказилади. Бу температурада ушлаб туриш вакти шишанинг хама хажм бўйича кристалланиши учун керак буладиган вактига мос келади. Мисол тарикасида электрон техникада кулланиладиган баъзи бир ситаллар учун термик ишлов бериш режимларини куриб чикамиз. Кордиерит таркибли ситаллар MgO - AI 2 O 3 - SiO 2 тизими асосида ҳосил килинади. Кристалланиш катализатороари сифатида 9-11% TiO 2 кушилмаси хизмат килади. Ишлов бериш режими бир босқичли булиб, 1250-1300 0 С температурада 1-16 соат давомида ушлаб турилади. Кургошин ситаллар PbO - ZnO - B 2 O 3 - SiO 2 тизимда ҳосил килинади. Катализаторлар сифатида P 2 O 3 , WO 3 , MoO 3 ва бошка бирикмалар кулланилади. Кристаллани

бошка кимёвий элементларнинг атомларига айланади. Буни трансмутацияли лигерлаш дейилади. Радиациали лигерлашда асосан иссиклик нейтронларидан фойдаланилади ва бундай нурлантирилгандан кейин ҳосил буладиган легирловчи киришманинг концентрацияси C кир = Ф о С ас к а t (2. 8 ) формула билан хисобланади, бу ерда, Ф-иссиклик нейтронлар окимининг зичлиги t -нурлантириш вакти, C ас.к асоси компонент атомларининг концентрацияси; а-асосий компонентнинг кенг таркалган ядровий узгарадиган изотопии; σ-берилган ядровий реакцияда ядровий узгаришнинг изотопли самарадорли кирким юзаси. Мисол тарикасида кремнийни иссиклик нейтронлари билан нурлантириш радиацияли легирлашда кечадиган ядровий реакцияларни куриб чикамиз. Табиий кремний учта узининг стабил изотопларининг аралашмасидан ташкил топган. Бу изотопл

мумкинлиги сабабли киритилётган фосфорнинг концентрацияси факат юқори даражадаги аниклик билан (-1% ва ундан хам яхширок) назорат қилиш мумкин бўлган нурлантириш вактига боғлиқ булади. Радиацияли легирлаш усулининг биринчи камчилиги нурлантириладиган кристалл панжара радиацияли бузилишларининг руй беришидир. Шу сабабли бундай кристалларга нурлангандан сунг термик ишлов берилади, яъни ҳосил бўлган радиацияли нуксонларни йук килиб юбориш учун 800 о С температурада 1 соат давомида киздирилади. 2.9-расм кремнийга критилаётган фосфор атомлари консентрастиясининг кристаллини иссиқлик нейтронлари билан нурлантириш вақтига боғлиқлик графиги. Бу усулнинг иккинчи камчилиги нурлантириш таннархининг юқорилиги ва радиация хавфсизлигини таъминлаш зарурлигидир. Нейтрон трансмутация усули билан легирланга

жараёнларнинг характери тоза эритмаларнинг кристалланишидан фарк килади. Эритмага кушилган киришма кристалланишда сирт жараёнлари кинетикасига таъсир қилишдан ташкари тоза модданинг эриш температурасини узгартиради. Бунда мода ва киришма атомларининг узаро таъсир характерига боғлиқ холда эриш температураси ё камайиши мумкин, ё кўпайиши мумкин. Кўпинча кремнийга кушилган киришмалар унинг эриш температурасини камайтиради. Бу жараён фазали диаграммалар асосида тушунтирилади. Энди таркибида легирловчи киришма бўлган эритмалардан киришмалар усиш шароитининг суюқ ва қаттиқ фазалар орасида киришмаларнинг кайта таксимланиш характерига таъсирини куриб чикамиз. Амалда кўп учрайдиган киришманинг мувозанатли таксимланиш коэффициенти К 0 <1 бўлган холни курамиз. Кристаллнинг v тезлик билан усиши мобайн

2.10-расм. Эритма билан ўсаётган кристал орали ғида киришманинг тақсимоти Икки фазали кристалл –эритма тизимида киришманинг тақсимоти харакатланаётган мухитдаги масса алмашишнинг дифференциал тенгламаси билан ифодаланади: C D gradC C 2         (2. 9 ) бу ерда, С-киришма концентрацияси, v - суюқликнинг харакат тезлиги, D - диффузия коэффициенти. Бир ўлчамли холл учун (2,11) қуйидаги куринишга эга булади: 2 2 dx C d D dx dC C x       (2.1 0 ) (2.12) тенглама қуйидаги кабул килинган тахминлар асосида ечилади. Диффузия катламдаги киришманинг диффузия коэффициенти узгармас: D = const ; кристалл усишининг кежими узгармас холатга келган, яъни ,0     C unda 0 2 2    dx C d D dx dC x (2.1 1 ) Яна ð катлам чегарасила эритма харакатининг тезлиги ω х кристаллнинг усиш тезлиги га

0 ) ( 0    dx dC D C Cv r    xx 0da (2.12) cC C  чегаравий шартлар фазаларнинг булиниш чегарасига қаттиқ фазадаги масса утказувчанлик натижасида олиб кетилаётган киришма окимининг тенглигидан аникланади. Шундай килиб, D v C C D v dx dC r     ) ( 0 (2.13) Мана шу чегаравий шартларда (2.13)нинг ечими қуйидаги куринишга эга булади:         D D C C C C x     exp (2.14) Қуйидагича белгилаш киритамиз:  / D =  (2.15) хамда эритмадаги киришма концентрацияси булиниш чегарасининг узида (х=0 да) С 0 га тенглигини эътиборга олиб қуйидагига эга буламиз:    e C C C C r    (2.1 6 ) (2.18) ифода тажрибада кузатиладиган ходисаларни тулик тавсифлаши шундок куриниб турибди. Хакикатан хам кристаллнинг усиш тезлиги жуда кичик бўлганда, яъни  0 да эритмадаги киришма конц

холда усиш тезлиги ва аралаштириш интенсивлиги узгарганда у хам узгаради. (2.18) тенгликка мувозанатли (К 0 = С к /С с ) ва эффектив (К = С к /С с ) таксимлаш коэффициентларини киритиб, уларни бир-бири билан боглайдиган тенгламани ҳосил киламиз:        e K K K C C KT ) 1( 00 0 (2.17) Хар хил турдаги кристалл –киришма тизими учун эффектив таксимлаш коэффициентининг  га боғланишлари келтирилган. Тажриба асосида курилган К= f (  ) боғланишлар устирилаётган кристаллда С к нинг керакли қийматини таъминлаш ва легирлашнинг аник шароитлари учун берилган эритма массасига қўшиладиган киришманинг (маълум ва узгармас К к қиймат билан характерланадиган) миқдорини аниклаш имкониятини беради. Шуни таъкидлаш керакки, (2.19) га биноан К кристалл усишининг тезлигигагина боғлиқ булиб колмасдан, балк

кристалл ва тигелни уз уклари атрофида карама –карши томонларга айлантириш билан аралаштирилаётган булса ва бунда уларнинг бурчак тезликлари мос равишда  к ва  т булса, унда усиш тезлигининг унча катта булмаган қийматлари учун  Бартон, Прим ва Слихтерлар таклиф килган ифода билан аникланади: 21 61 31      AD , (2.19) бу ерда, А-1,3 дан 1,6 гача қийматга эга бўлган узгармас сон,  - эритманинг кинематик қовушқоқлиги;  =  к +  т . (2.19) формулани келтириб чикаришда кристаллдаги легирловчи киришманинг концентрацияси эритманинг сиртига якин катламидаги концентрация билан мувозанатда деб кабул килинди. Бундай кристаллга киришманинг мувозанатли кириб бориши учун қуйидаги шарт бажарилиши керак:  D к /а * =  D (2. 20 ) яъни кристаллнинг усиш тезлиги ундаги киришманинг қаттиқ фазада

2.11-расм Чар хил оринтацияли ўсаётган кристал учун тақсимлаш коэффициентининг ўсиш тезлигига боғланиш графиклари Усишнинг катта тезликларида (2.21) тенгсизлик ва унга мос равишда булиниш чегараси сиртидаги мувозанат шарти уринли булмас экан. Бундай шароитда легирланган кристаллар ўстиришда ёкларнинг таъсири (ёклар эффекти) юз беради. Бундай холда эффектив таксимлаш коэффициентининг тезликка боғланиши ва унинг мувозанат Таксимлаш коэффициентига боғлиқлиги киришмаларни камраб олишнинг адсорбцияли механизмидан келиб чикиб ҳосил килинади. Адсорбция тугрисидаги карашлардан сирт катламдаги киришма концентрацияси фазалардаги (кристаллда ва эритмада) мос концентрациялардан юқори булиши мумкинлиги келиб чикади. Бунда сирт катламининг калинлиги бир неча атом текислигига эга булади деб хисобланади.

Бу ерда К s - адсорбцияланган киришма атомлари концентрациясининг уларнинг эритмадаги якин жойлашган катламлардаги концентрациясига нисбати, V 0 - бирлик вакт ичида киришма концентрацияси е марта узгарадиган холдаги усиш тезлиги. Бу шундай тезликки, бунда кушни катламлар ҳосил булиш оралигидаги вакт интервали адсорбцияланган киришманинг «диффузияли релаксацияси» вактига тенг булади. Кристаллдаги киришма концентрацияси С к билан эритманинг ички катламларидаги киришма концентрацияси С с орасидаги боғланиш эффектив таксимлаш коэффициенти ёрдамида амалга оширилади:       e K K K K ) 1(  (2.2 1 ) бу ерда, К * (2.22) бўйича аникланади. (2.23) формула тажриба йули билан аникланадиган бир нечта: d , К 0 , К s , ва  D параметрларни уз ичига олади. Усиш тезлиги нисбатан катта булмаган сохал

2.12- расм.Асосий кристаллаиш жараёнларининг схемаси. а-нормал йуналишли кристалланиш , б- зонали эритиш. Бинар тизимларни йуналишли кристаллаш ва зонали эритиш металлургия жараёнларида компонентларнинг тақсимотини факат баъзи бир тахминлар кабул килингандагина аник ва ишончли математик тасвирлаш мумкин. Бу тахминларнинг асосийларини Пфанн киритган ва улар қуйидагича: 1. Қаттиқ фазадаги компонентларнинг диффузияли кайта тақсимот жараёни хисобга олинмайди, яъни қаттиқ фазада компонентларнинг диффузия коэффициенти; D k = 0 (2.23) 2. Суюқ фазада компонентларнинг кайта тақсимоти ва таркибнинг бир хилда булиб текистаниши бир лахзада юз беради, яъни суюқ фазада диффузиянинг эффектив коэффициенти; Dc = 00 (2.24) Бу шарт одатда суюқ фазанинг Тула аралашуви хам дейилади. 3. Тақсимотнинг эффектив ко

Пфанн киритган тахминлар асосида икки хил идеаллашган схема бўйича устирилаётган кристаллда киришмаларнинг тақсимотини куриб чикамиз. Нормал йуналишли кристаллашда киришманинг тақсимоти. Бу схема Билан амалиётда энг кўп кулланиладиган Брижмен, Чохральский, Киропулос каби усулларда усиш жараёнида кристалларни легирлаш тавсифланади. Нормал йуналишли кристаллаш жараёнида кристаллдаги киришма тақсимотини ифодалайдиган тенгламани киритамиз. Маълум бир вактда эритманинг миқдори V c булсин. Мана шу лахзадаги эритма ва кристаллдаги киришма компонентининг концентрацияларини мос холда C c ва C k Билан белгилаймиз. Аниклик учун киришма компонентининг эриш температурасини асосий компонетга караганда кичик деб кабул киламиз, яъни К  1 бўлган холни куриб чикамиз. Кристалланиш фронти температураси камай

C kV-V0 = KC CV-V0 =KC 0 (2.30) Бу ерда, V 0 – материалнинг умумий хажми, С 0 - суюқ фазадаги киришманинг бошлангич концентрацияси. Интеграллаш натижасида қуйидаги ифодани ҳосил киламиз: С к = KC 0 ( V c V 0 ) K -1 (2.31) ифодадаги С к ( V c ) таркибли Катлам кристалланган лахзада суюқ холатда коладиган эритма хиссасидан тахлил учун кулай бўлган мана шу лахзада кристалланган мода хиссаси g га утамиз 2,19-расмга биноан, g = l -  0V Vc (2.32) (2.32) ифодани (2,31) га куйиб, қуйидагини ҳосил киламиз: С k =( g ) lC 0 = K ( l - g ) k -1 (2.33) Пфанни тахминлари асосида ҳосил килинган (2,33)ифодадан қаттиқ фазадаги киришма концентрациясининг унинг эритмадаги бошлангич концентрациясига нибати киришманинг таксимланиш коэффиценти ва кристалнинг мос кисмида котаётган лахзадаги кристалланадиган

деган тахминдан зонанинг узунлиги 1 жараён давомида узгармас деган тахминга келамиз: l = const (2. 34 ) Узунлиги L ва кундаланг кесим юзаси узгармас s бўлган, C 0 концентрация билан бир хил легирланган куймадан эриган зона бир марта утиб бўлгандан сунг кристаллдаги киришма тақсимотини куриб чикамиз. Куйманинг бошидан х масофада узунлиги 1 бўлган эриган зона жойлашган булсин. Эриган зонадаги киришма концентрациясини С о (х) билан белгилаймиз. Зонадаги киришма балансини унинг харакати жараёнида куриб чикамиз. Агар зона dx масофага силжиса, унда кристалланинг усиш фронтидан эритмага қуйидаги миқдордаги киришма сикиб чикарилади: dM c =(1- K ) C c sdx . (2.35) зонанинг иккинчи чеккасида, бошлангич куйманинг катлами эриган жойда, зонага қуйидаги миқдордаги киришма кириб боради: sdx C dM c 0  (

ни ечиш учун бошлангич шартни аниклаймиз. Бошлангич куймада киришманинг бир хил таксимланганлигидан ва тулик аралашув шартидан (2,25) келиб чикиб, бошлангич зонадаги киришма концентрацияси қуйидагига тенг булади: 0 0 ) ( 1 )0( C dx x C l Cc      (2.39) (2,39) ни хисобга олган холда (2,38) ни интеграллаймиз: (2.40) (2 . 40) формула кристаллнинг х=0 дан х= L -1 кисмигача тугридир. Хакикатдан хам, зонанинг кристалланиш чегараси х= L -1 нуктага етиб келгандан сунг эриш чегарасидан хар кандай материалнинг кириб келиши тухтайди ва зонанинг бундан кейинги харакати натижасида эритманинг хажми камайиб боради. Шундай килиб, х= L -1 нуктадан бошлаб эритманинг кристалланиши нормал йуналишли кристаллаш схемаси бўйича булади ва охирги участкада киришманинг таксимланиши (2,33) ифода билан аникланади

Фундаментал нотекис тақсимотлар кўп компонентли тизимларда фаза узгаришларининг асосий конунларидан келиб чиккан холда усаётган кристалл таркибининг конуний узгаришлари билан боғлиқдир. Бундай конуний нотекс тақсимот устирилган кристаллнинг хама хажмини эгаллайди ва кўпинча уни узгармас таркибнинг сегрегацияли бузилиши хам дейилади. Кристаллнинг усиши жараёнида таркиб тақсимотининг бундай конуний характерга эга бўлган технологик нотекс тақсимот хам қўшилади. Бундай нотекс тақсимотлар амалда кулланилаётган технологик жараён ва аппаратураларнинг мукаммал эмаслиги ва кристалл усиш шароити баркарорлигининг бузилиши натижасида юз беради. Бундай ножинслилилар кристаллнинг унча ката булмаган хажмини эгаллайди ва шу сабабли уларни локал ножинслиликлар хам дейишади. Ярим утказгич ва диэлектрикларни

эритмадан оддий йуналишли кристаллаш усули билан устирилган монокристаллнинг бир жинсли кисмидан фойдаланилади. Актив усулларга усиш вактида легирлаш жараёнига актив таъсир курсатадиган ва таркиб узгариш жараёнини программалаш имкониятини берадиган усуллар киради. Бу усулларнинг эффективлигини киёсий бахолаш учун улчов (критерий) киритилади. Бундай улчов булиб жараён чикиши ёки ярокли материалнинг чикиши деб аталадиган катталик хисобланади. Бунда чикиш деб, хоссалари кейинчалик фойдаланиш имкониятини берадиган мода миқдори кисмининг технологик кайта ишлов берилган умумий кисмига нисбати тушунилади. Жараён чикиши миқдорий жихатдан хажмий ёки массали бирикмаларда ифодаланади. Жараён чикишининг катталиги кристаллдан фойдаланиш шартлари белгилайдиган талабларга боғлиқ булади. Талаблар кристалд

2.12расм мумкин б ў лган чекланиш қиймати б ў йича яроқли киристаллнинг чиқишини аниқланг Агар тенгсизлик бажариладиган кристаллнинг хажми V p ни жараёнда катнашаётган материалнинг барча хажми V га бўлсак, ярокли монокристаллнинг канча кисми ярокли эканлигини ёки берилган мумкин бўлган четланиш р учун жараён чикишининг катталигини топамиз: r p = V p / V (2.42) Таркибни текислашнинг пассив усуллари. Ярим утказгич ва диэлектрикларнинг бир жинсли кристалларини олишнинг осон усули бу хеч кандай узгаришсиз оддий кристаллаш жараёнлари: нормал йуналишли совўтиш (Брижмен, Чохральский ва бошка усуллар) ва зонали эритишлардан фойдаланишдир. Бунда ҳозир айтилганидек кристаллнинг киришмалар тахминан бир текис таксимланган кисмидан фойдаланилади. Бу жараёнлардаги киришмалар тақсимот эгри чизикларининг

Биринчи гурухга монокристалл ўстириш жараёни давомида эритмадаги киришма концентрациясини бир хил ушлаб туриш максадида эритмани (агар К  1 булса) тоза холдаги, ёки (агар К  1 булса) легирловчи киришмали холдаги қаттиқ, суюқ ёки буғли фаза Билан озиклантириб турадиган усуллар киради. Иккинчи гурухга монокристаллар усиш шароитини узгартириб турадиган усуллар киради. Бунда кристалланиш жараёнини узгартириш дастури, монокристаллар ўстириш жараёни давомида киришмаларни эгаллаб олиш тезлигининг узгармаслигини таъминлайди. Кристаллар таркибининг технологик ножинслиликлари ва уларни камайтириш усуллар. Устирилаётган кристаллар таркибининг бу турдаги ножинслиликларининг ҳосил булишига фойдаланаётган технологик фойдаланаётган жараёнларнинг ва қурилмаларнинг мукамал эмаслиги сабаб булади. Буларга

жинслигини ошириш учун кристалл максимал, тигел минимал тезлик Билан айлантирилиши керак эди. Электр утказувчанлик эритмада суюқлик окимини кучсизлантириш ва мос холда усаётган кристаллдаги киришманинг ножинсли тақсимотини йукотиш максадида эритмали тигел магнит майдонига жойлаштирилади. Бу эса утказувчан эритма харакатини секинлаштиради. Кристалларни легирлашда кулланиладиган усул уларни газ фазасидан кандай усул билан устирилаётганлиги билан аникланади. Газ фазасидан кимёвий утказиш билан кристаллар ўстиришда берилган таркибли легирловчи буғли газ аралашмасини ҳосил қилиш усулига мос холда легирлашнинг қуйидаги асосий усуллари фарк килинади: 1. Суюқ легирлаш усули ( ёки суюқ лигатур ). 2. Индивидуал легирловчи бирикмалар усули. 3. Газразрядли усул. Суюқ дегирлаш усулида легирловчи киришм

С х =А Р кхр /Р асос (2.43) бу ерда, С х -кристаллдаги берилган киришма концентрацияси; А- узгармас сон; Р кхр /Р асос - киришма (Р кир ) ва асос (Р асос ) компоненти буғларининг босимлари нисбати. Фосфор Билан легирланган кремнийнинг эпитаксиал катламларини ўстиришда бу нисбат қуйидаги куринишга эга булади. (м -3 ): С к = 2,6х10 8 (Р рс / Р sc ) (2.44) Киришма бирикмаси ва унинг асослари учувчанлигининг хар хиллиги туфайли вакт ўтиши билан уларнинг нисбати узгариши мумкин. Шу сабабли газ фазали киришма таркибини саклаш максадида уни асосий компонент билан кушимча таъминлаб туриш учун асосий боглантиргич олдига суюқлигатурали буғлантиргич урнатилади. Агар асосий коипонентнинг учувчанлиги киришманинг учувчанлигидан ката булса, унда компенсацияловчи буғлантиргичнинг температураси асосий буғл

шароитида) фосфин РН 3 , арсин А sH 3 , диборан В 2 Н 6 , учхлоридли бор BCl 3 , стибин SbH 3 кабилар бўлган алохида буғлантиргич оркали транспортловчи газ утказиш билан шакллантирилади. Кўпинча кристталларни легирлаш учун газсимон киришмали бирикма сифатида киришмаларнинг гидридларидан фойдаланилади. Бу бирикмалар аппаратураларни камрок ифлослантиради. Лкгирлаш кулайрок булиши ва захарланиш хавфини камайтириш учун амалда бу бирикмаларнинг водород ёки инерт газлари билан суюлтирилган, 10 -4 -10 -3 % гидридли тайёр аралашмасидан фойдаланилади. Бу усулнинг камчилиги шундаки, бунда жуда кичик миқдордаги газсимон моддаларни аник улчаш кераклигидадир. Масалан, кичик концентрацияли кристалларни олиш учун кўпинча икки ва уч босқичли сублтириш талаб килинади. Бундан ташкари пулат баллонларда сакла

кремний котишмаси ёки 1 % ли мишьякли сурма котишмаси каби электродлардан фойдаланилади. Электродлар оралигига юқори кучланиш берилганда газли разряд ҳосил булади. Натижада электродлардаги бирикма асосида учувчан легирловчи бирикма ҳосил булади. Легирлаш жараёни қуйидаги параметрлаш урдамида бошкарилади: 1) разряд камерасидан окиб утаётган газнинг тезлиги; 2) разрядни куллаб турувчи кучланиш катталигини аниклайдиган электродлар оралиги масофаси; 3) разряд турини (биксима, учкунли, ей) белгиловчи электродларга бериладиган куват; 4) импулсли кучланишдан фойдаланилганда импулслар кетма кетлиги частотаси; 5) электродлар материали. Одатда электродлар оралиги L 10 мм. гача танлаб олинади: бунда газ разрядини уйготиш учун керак буладиган кучланиш 2-15 кВ ни ташкил килади; кучланиш генераторининг

Хулоса Мен БМИ да ярим ўтказгичлар ва диэлктирлар ҳақида маълумот ёздим.Сўнгра қаттиқ,суюқ ва газ фазадан кристаллар ўстириш усулларини тушунтирдим.Қаттиқ фазадан монокристалл ва эпитаксиал қатламлар олишнинг асосий усулларини 3 тури: 1) Қаттиқ фазада деформацияни куйдириш ёки “cпеканиё” йўли билан рекристаллаш. 2) Полиморфли ўзгартиришларда қайта кристаллаш. 3) Аморф ҳолатдан ва ўта тўйинган қаттиқ қоришмадан қайта кристаллаш йўлларини ва унинг афзалликларини кўрсатдим. Суюқ фазадан монокристаллар ўстиришнинг ҳусусий эритмасидан ва қоришмасидан олиш йўлларини , эритмадан кристалларни тортиб ўстириш усулларини тушунтирдим. Газ фазасидан кристаллар физик конденсацияга асосланган усуллари ва кимёвий реаксия иштирок этадиган усулларини баён қилдим. Шундан сўнг монокристалларни ўстиришда техно

Фойдаланилган адабиётлар. 1.Таиров. Ю. М., Цветков.Ф. “Техлогия полупровод никовых и диэлектрических материалов ”… М., Высшая школа, 1990. 2.Крапухин.В.В., Соколов. И.А. ,КузнецовГ.Д.-“ Физико-химические основы те хнологии полупроводниковы х материалов ”-М.: Металллургия, 1982. 3. Броудай .И., Мерий Дж. “Физические основы микротехнологии” .-М., Мир, 1985. 4. Черняев.В.Н. “ Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров” . –М., Радио и связь, 1987. 5.”Технология СБИС ” , в 2-х кнеграх. Под. Ред.С. Зи. –М ., Мир,1986. 6. Таруи Я. “ Основы технологии СБИС ”-М ., Радио и связь,1985. 7.Электронны , квантовые приборы и микроэлектроника. Подред . Н Д . Федоровав. –М ., Радио и связ, 1998. 8. Парманқуклов .И .П . Умирзоқов .Б .И . ва бошқалар “Электрон асбоблар ва қурилмалар ишл

10. Умирзоқов Б . Е. Қаттиқ жисм юзалари ва чегаравий қатламларнинг тузилишини урганиш усуллари. Ўқув қўлланма. ТДТУ. 1997. 11. Умирзоқов Б. Е. и др. “Влэяние послеростового прогрева на состав и структуру пленок Si/CoSi 2 ”И з вестея. РАН. Москва. 1998 г. 12. Нормуров М. Т. ,Умирзақов , Б. Е . “Энергетеческие спектры поверхности тверд ых тел ,имплардтированных ионами низких энергий”. Тошкент . Фан. 1989й. 13. Нормуродов. М .Т . Умирзо қ ов, Б . Е. , Ражаббаев.Р.Р. Қаттиқ жисм сиртларининг иккиламчи электрон спектроскоп. Ўқув қўлланма. Тошкент. Конструктор, 1993. 14. Умирзоқов. Б .Е . Қаттиқ жисм юзаларини текшириш усуллари . Тошкент . ТашГТУ. 1997. 15. М.Т. Н ормуродов . , Б .Е ,Умирзоков., И.П. Парманқулов. “ Электрон техника материаллари ва қурилмалари технологияси ” . 85

Купить