Кеуекті кремнийдің қасиеті мен қолданылуы

КІРІСПЕ

Қ азіргі заманда қ ызметті электрониканың негізгі материалы болып aреcнид гaллиясы табылады, ол тү ріндегі барлық жартылай ө ткізгіш материалдардан ө зінің электрофизикалық қ асиеті бойынша ең ә мбебап материал.

Кеуекті кремний жартылай ө ткізгіштердің физика химиялық қ асиеті, бұ рыннан аталғ ан материалды интегралды микросұ лба жә не жартылай ө ткізгішті аспаптардың технологиясыда қ олданатын зерттеушілердің назарын аударды. Сонымен, қ арапайым электрохимиялық ө ң деумен алынғ ан борпылдақ кремний, ө ткізгіш қ абық шаларды қ ұ ру ү шін, сонымен қ атар гетероэлитаксия ү шін тө семе сапасында, «диэлектриктегі кремний» технологиясында кең інен қ олданылады[6]. Кеуекті кремний жартылай ө ткізгіштерге қ ызығ ушылық айтарлық тай кеуекті кремнийдің модификациясында интенсивті фотолюминесценцияны тапқ аннан кейін айтарлық тай ө сті – бастапқ ыда ә лсіз сә улелі қ абілеттілікті жартылай ө ткізгіштерге [7–10]. Кеуекті кремнийдің қ асиеті жә не алу шарты аз зерттелген болып қ алады. Ә дебиеттерде тек, оны электрохимиялық ө ң деу ә дісімен алу мү мкіндігі туралы куә лік ететін ү зілмелі мә ліметтер ғ ана кездеседі [11–13].

Кеуекті кремний микро жә не наноэлектрониканың перспективті материалы ретінде

Кеуекті кремнийдің қ асиеті мен қ олданылуы

Кеуекті кремний – жартылай ө ткізгішті аспаптардың жаң а тү рлерін дайындауда, ө зінің қ асиетімен кең інен қ олданысқ а ие болғ ан, перспективті жартылай ө ткізгішті материалдардың бірі.

Кеуекті кремний кейбір электроды қ асиеті кремнийдің қ асиетінен шығ ады. Кеуекті кремнийдегі заряд тасымалдаушылар, 250 ГГц-ке дейінгі жиіліктерде жұ мыс жасауғ а мү мкіндік беретін, жоғ ары қ озғ алтқ ыштығ ына ие. Сонымен қ атар кеуекті кремний негізіндегі аспаптар, сондай операциялық жиілік кезіндегі кремнийлі аспапқ а қ арағ анда, аз шуды генерациялайды. Si қ арағ андағ ы кеуекті кремнийдегі саң ылаудың біршама жоғ ары кернеуінен осы аспаптар біршама ү лкен қ уатта жұ мыс жасай алады. Осы қ асиеттер кеуекті кремнийді ұ ялы телефондарда, қ атты денелі лазерде, кейбір радарлық жү йелерде кең қ олданысқ а ие болдырды. Кеуекті кремний негізіндегі жартылай ө ткізгішті аспаптар, кремнийліге қ арағ анда, біршама жоғ ары радиациялық орнық тылық қ а ие, оны радиациялық сә улелену болуы кезінде негіздейді (мысалы, космостық техникадағ ы кү н батареяларында).

Негізгі қ олданысқ а ие:

1) жоғ ары салыстырмалы кернеумен жартылай оқ шаулаушы (ЖО) кеуекті кремний (107 Oм cм). Дискертті микроэлектронды аспаптарды жә не жоғ ары жиілікті интегралды сұ лбаларды (ИC) дайындау кезінде қ олданылады. Жоғ ары салыстырмалы кедергіден бө лек, жоғ ары жиілікті аспаптардың ө ндірісінде қ олданылатын легірленбеген кеуекті кремний монокристаллдары (ә сіресе ионды имплантация технологиясын пайдаланулы) алынғ ан қ ұ ймалардың ұ зындығ ы бойынша жә не кө лденең қ ималарда қ асиеттерінің таралуының жоғ ары макро- жә не микроскопиялық жә не заряд тасымалдаушылардың жоғ ары қ озғ алғ ыштығ ына ие болуы керек;

2) n-типтегі легірленген кремниймен GaAs дислокацияның тө мен тығ ыздыздық ты ө ткізгіштігі. Жарық диодтары жә не лазерлерді дайындау кезінде қ олданылады. Кү шті легірленген кремниймен () кеуекті кремний монокристалдар, жоғ ары қ озғ алтқ ыштық тан бө лек, жеткілікті кристаллды қ ұ рылымғ а ие болуы керек. Олар фотокатодтарды, фотодиодтарды жә не жарық диодтарды, инжекциялық лазерлерді дайындау ү шін қ олданылады, СВЧ-тербеліс генераторлары ү шін тамаша материал болып табылады, кремнийліге қ арағ анда біршама жоғ ары температура кезінде жә не германийліге қ арағ анда біршама жоғ ары жиіліктерде жұ мыс істеуге қ абілетті туннельді диодтарды дайындау ү шін пайдаланылады;

3) кеуекті кремнийдің мoнoкриcтaллдарын легірлеген хорммен инфрақ ызыл оптикада пайдаланады;

4) мырышпен немесе теллурмен легірленген кеуекті кремний монокристаллдарын, оптоэлектронды аспаптарда қ олданады.