Nə etmək lazımdır

Aşqarlama. Altlığa və ya epitaksiya qatına qarışığın daxil edilməsi aşqarlama adlanır. Aşqarlamanın iki əsas metodu mövcuddur: diffuziya və ion implantasiyası. Hər iki proses həm ümumi, həm də lokal xarakterli ola bilər. Birinci halda altlığın bütün səthi, ikinci halda isə onun ayrı-ayrı sahələri aşqarlanır.
Ümumi diffuziya lövhənin səthində nazik diffuziya təbəqəsinin yaranmasına səbəb olur ki, bu da qarışığın dərinliyə görə müxtəlif tərkibli paylanmasına görə epitaksialdan fərqlənir. Diffuziya qatının qalınlığı 1...5 mkm təşkil edir. Qarışığın daxil edilməsi 1100...1300^°C temperaturda yerinə yetirilir və nəticədə qaz nəqli reaksiyası epitaksiya və oksidləşmə proseslərinə analoji alınır. Bunun üçün xüsusi diffuziya sobaları istifadə edilir ki, burada temperaturun qiymətini onda bir dəqiqliyə qədər saxlamaq olur.
Lokal diffuziya maskada pəncərələr vasitəsilə həyata keçirilir. Ancaq bu halda yan diffuziya qaçılmazdır, çünki qatışıq lövhənin yalnız dərinliyinə deyil, həm də səthinə perpendikulyar daxil olur.
Altlığın və ya epitaksiya qatının materialına daxil olmaq üçün kifayyət qədər sürətə malik olan aşqar ionları tərəfindən səthin bombardman edilməsi nəticəsində ionların daxil olması (implantasiyası) baş verir.
Aşqar atomlarının ionlaşdırılması, ion dəstəsinin sürətləndirilməsi və fokuslaşdırılması sürətləndiricinin tipinə görə xüsusi qurğularda yerinə yetirilir. İonların dərinliyə daxil edilməsi onların enerjisindən asılıdır və enerji artdıqca dərinlik artır. Ancaq yüksək enerjili dəstələr monokristalın elektrofiziki xarakteristikalarını pisləşdirərək, radiasiya defektlərinin konsentrasiyasının artmasına gətirir. Buna görə ionların enerjisini təxminən 10-dan 300 keV-ə qədər intervalla məhdudlaşdırırlar.
Aşqarlamanın diffuziya üsulundan fərqli olaraq ion implantasiyasında qatışığa tətbiq edilən aşqarın maksimal konsentrasiyası səthdə deyil, ionların sərbəst qaçış yolunun (tormoz yolunun) uzunluğuna uyğun alınır ki, bu da təxminən 0,1...0,5 mkm dərinlikdə lazımi keçiricilik tipinə uyğun gizli qatın alınmasına səbəb olur. Ancaq ion bombardmanı nəticəsində altlığın kristal strukturu pozulur: onda çoxlu sayda radiasiya defektləri -vakansiyaların və daxil edilən atomların (məxsusi və aşqar) defektləri meydana çıxır. Altlığın kristal strukturunun qaydaya salınması və radiasiya defektlərinin sayının azaldılması üçün lövhəni 500...800°С temperaturda bişirirlər. Bu halda düyünlərin arasına düşmüş məxsusi atomların əksəriyyəti kristal qəfəsin düyünlərində öz yerlərinə qayıdır, aşqar atomları isə boş qalmış vakansiyaları tutur.
Çox nazik qatların yaradılması imkanı və texnoloji prosesin hər hansı mərhələsində onun həyata keçirilməsi ion implantasiyasının əsas üstünlüyüdür. Sonuncu qabaqca formalaşdırılmış qatlarda əlavə diffuziya olmadan aşqarlamaya imkan verən aşağı işçi temperatur prosesi ilə bağlıdır.
Aşılama dedikdə qeyri-mexaniki üsulla ümumi halda səthin relyefinin dəyişdirilməsi başa düşülür. Aşılama prosesində altlığın cirklərdən təmizlənməsi, nazik oksid qatının silinməsi, həmçinin altlığın səthində qanovların (kiçik kanalların) açılması və dərinləşdirilməsi yerinə yetirilir.
Kimyəvi aşılamanın klassik prosesi maye aşılandırıcı ilə bərk cisim arasında kimyəvi reaksiyanın getməsi ilə həll edilə bilən birləşmənin yaranması və sonda aşındırıcı səthdən silinməsidir. Mexaniki əməliyyatlardan əvvəl aşılamanın üstünlüyü prosesin çox dəqiq yerinə yetirilməsindən ibarətdir, çünki aşqarlamada monomolekulyar qatlar lay-lay silinir. Belə dəqiqliyin alınması üçün eksperimental yolla həm aşındırıcı, həm də aşılama rejimi (temperatur, konsentrasiya, emal vaxtı və s.) seçilməlidir.
Aşındırıcı kimi turşular və ya qələvilər tətbiq edilir. Belə ki, kimyəvi pardaxlama üçün adətən azot (HN0₃) və flüorit (HF) turşularından istifadə edirlər. Qanovların və dərinliklərin alınması üçün yeyici sulu kalium və ya natrium məhlulları tətbiq edir. Silisium dioksidinin pərdəsinin silinməsi üçün flüorit turşusundan (HF) istifadə edirlər.
Aşılama həm lokal miqyasda (maskada deşiklər vasitəsilə), həm də bütün səth üçün aparıla bilər. Lokal aşılama izotrop və anizotrop ola bilər. Aşqarlanma effekti izotrop aşılamanın tipik xüsusiyyətidir, hansı ki, dərinləşmənin aşqarlanmış sahəsi maskadakı pəncərənin sahəsini ötür, amma onun divarları şaquli olmur. Bu müxtəlif istiqamətlərdə kimyəvi reaksiyanın getməsi ilə şərtləşir, buna görə də aşılanma həm lövhənin dərinliyində, həm də maskanın altında baş verir.
Anizotrop aşılandırma xüsusi anizotrop aşılandırıcıdan istifadə etdikdə kimyəvi reaksiyanın getmə sürətinin kristalloqrafiya istiqamətindən asılı olmasına əsaslanmışdır. Silisiumda aşılandırma kubik qəfəsin tilləri istiqamətində daha sürətlə, diaqonal istiqamətində isə bir neçə tərtib aşağı sürətlə baş verir. Bu səthi kristalloqrafiya oriyentasiyasından asılı olaraq düzbucaqlı və ya V qanov formalaşdırmağa imkan verir.
Müxtəlif növ lokal aşılandırmada alınan dərinliyin en kəsiyinin formaları şəkil 6.1-də göstərilib.

Şəkil 6.1. Aşılandırmada müxtəlif növ dərinliyin formaları: izotrop (a) və anizotrop (b, c)

Son zamanlar mikroelektronikada mayelərin tətbiqi ilə bağlı olmayan quru aşılandırmadan istifadə olunur. Bu vakuum qurğularında qaz boşalması plazmasında yernə yetirilir. Plazma ionları tərəfindən lövhənin bombardman edilməsi nəticəsində səthdən atomlar xaric edilir, bunun sayəsində materialın təbəqələrlə silinməsi yerinə yetirilir. Bu prosesdə ionların enerjisi ion implantasiyasındakı hissəciklərin enerjisindən daha az olur, buna görə də materialda ionların dərinə tətbiqi olmur.