material ichiga diffuziya qilinadi. Natijada kirishmalarning
namuna yuzasidagi
konsentratsiyasi nisbatan kamayadi. Bu esa yuzadagi rekombinatsion sur’atni
kamayishiga olib keladi. «Kiritish» etapining harorati «tarqatish» etapigi
qaraganda pastroq haroratda olib boriladi.
Hosil qilingan diffuzion qatlamlarni yarim o‘tkazgichli tuzilmalarda tatbiq qilish
uchun ularning xususiyatlarini tahlil qilish asosiy shartlardandir.
Bu xususiyatlar
jumlasiga
diffuzion
qatlamning
qalinligi,
kirishmalar
konsentratsiyasi,
kirishmalarning qatlamdagi taqsimoti, qatlamning elektr tokiga qarshiligi,
undagi
asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning yashash vaqti va harakatchanligi, va
hokazolar. Diffuzion qatlamlar qalinligini o‘lchash usullari jumlasiga qatlamni
buzmasdan (ne razruhayuhie metodo‘) va qatlamni emirib (razruhayuhie) o‘lchash
usullari kiradi. Qatlamni emirishga asoslangan usullar qatoriga shar-shlif va qiya-
shlif usullari kiradi.
Shar-shlif usuli diffuziya jarayonidan keyin material
sirtida mexanik usul bilan
shar shaklidagi zoldir yordamida chuqurcha hosil qilib, so‘ngra uni rang beruvchi
ximik aralashmalarda emirib r-p o‘tish chegarasini aniqlashdan iborat. Aniqlangan
chegara optik mikroskopda qalinligi (chuqurligi) o‘lchanadi va uning qiymati
diffuzion qatlam qalinligiga teng deb olinadi.
Qiya-shlif usuli avvalgi usulni bir ko‘rinishi bo‘lib r-p o‘tish chegarasigacha qiya
tekislik hosil qilinadi. Bu usullarning aniqligi
zoldirning diametriga va qiya tekislikning qiyaligiga bog‘liqdir. Qatlamni
buzmasdan qalinlikni o‘lchash usullariga volt-sig‘im xarakteristikani o‘lchash yo‘li
bilan qalinlikni aniqlash va har xil elektron zond usullari kiradi.
Hozirgi zamon kremniy asosidagi quyosh elementlarining deyarli aksariyatida QE
ning asosiy qismi bo‘lgan r-p o‘tish olish kirishmalarni
diffuziya qilishga
asoslangan. Diffuzion r-p o‘tish olish uchun kremniyga ionlanish energiyasi
kichkina bo‘lgan kirishmalar kiritiladi. Jumladan r-tip Si olish uchun B va p-
tipdagi Si olish uchun P kiritiladi. Xozirgi
zamon kremniy asosidagi QE
tayyorlashda asosiy material qilib kristalli kremniyning r-tipdagisi olingan. Bunga
asosiy sabablardan biri bo‘lib bunday kremniyda asosiy bo‘lmagan zaryad
tashuvchilarning elektronlar bo‘lganligigi va ularning diffuzion yo‘li uzunligning
nisbatan kattaligidir. Ld QE sifatida ishlatiladigan materiallarda 100 mkm dan ortiq
bo‘lib, o‘z navbatida bunday qalinlikdagi (100 mkm dan qalinrok bo‘lgan)
kremniyga mexanik va ximik ishlov berishni osonlashtiradi. Diffuziya qilish usuli
bilan r-p o‘tish olishdan avval diffuzion jaraѐn o‘tkazish
va diffuzion qatlam
parametrlari oldindan nazariy yo‘l bilan hisoblanadi. Avvaliga r-p o‘tish qalinligi,
diffuzion
qatlamdagi
kirishmaning
konsentratsiyasi,
sirt
rekombinatsion
koeffitsienti hisoblanadi. So‘ngra diffuziya qilish jarayoni aniqlanadi.
p-tipdagi kremniy asosida QE olish uchun fosfor kirishmalari kiritiladi. Er
sharoitida ishlaydigan effektivligi 16-18 % bo‘lgan quyosh elementlari olish uchun
fosfor kiritilgan qatlamning qalinligi 0,3-0,5 mkm bo‘lishi kifoya, kirishmalar
konsentratsiyasi esa (1-6) 10
19
sm
-3
, solishtirma qarshiligi ρ~ 10
-2
– 10
-3
om sm,
Lr~ 0,4-0,6 mkm bo‘lishi manzurdir. Sirt rekombinatsion sur’ati miqdori 10
2
-10
3
sm/sek dan oshmasligi kerak.
Fosfor diffuziyasi jarayonidan avval orqa tomonga alyuminiy kiritilgan ( 1-1,5
mkm chuqurlikda) r
+
-tipdagi, ya’ni rr
+
-o‘tish hosil qilish maqsadga muvofiqdir.
Keyin fosfor diffuziyasi ta’sir qilmasligi uchun orqa tomon ma’lum qalinlikdagi
kremniy oksidi bilan berkitiladi.
Fosfor bilan legirlangan diffuzion qatlam olish harorati odatda pastroq bo‘lib 900-
950
°𝑆
ni tashkil qiladi. Fosfor kiritish quvvati chegaralangan manba’dan olib
boriladi. Jarayonni qattiq jismli manba’lardan "«yumshoq"» rejimni qo‘llab olib
borish kerak.
«O‘lik qatlam» hosil bo‘lish oldini olish uchun ikki stadiyali diffuziya qilish
usulini qo‘llash maqsadga muvofiqdir.
p-p o‘tishning boshqa usullari ham mavjud bo‘lib bular
jumlasiga ionli legirlash
usuli, epitaksiya qilish vositasi kiradi. O‘z navbatida epitaksiya qilish vositasining
turli yo‘llari mavjud, jumladan, gaz fazali epitaksiya usuli, suyuq fazali epitaksiya
usuli, molekulyar nurli epitaksiya usuli.
