25.Газдық фазадан аморфты көміртек қабықшаларын алу.Булы фазада химиялық орналастыру. ( cvd)

Химиялық орналастыру әдісінде яғни булы фазада күтпеген жерден әртүрлі газдар және қатты бетте газтәріздес молекула арасында аққыш реакция әсерлесуі қолданылады. Мысалы, біз қатты бет деп отырғанымыз сосуд қабырғалары мен төсеніш. Мұндай әдіс монакристалды өсіруде жоғары қызуғышылық танытады. Мысалы, газофазды эпитоксия және де аморфты зат алғанда қолданылады. 3.5 -суретте жұқа қабықшаны синтездеп алатын қондырғының сүлбесі көрсетілген.

3.5-сурет. Қабықшаны CVD-әдісімен синтездеу сүлбесі:

1 - реактор; 2 – төсеніш;

3 - карбонилды металы бар ыдыс

4 - карбонил буын араластырғыш ;

5 - карбонил буын орналастырғыш;

6 - карбонилді толық жіктейтін пеш;

7 – газы бар балондар; 8 - вакуумдық насос

26.Сутегі ендірілген аморфты кремнийді алу жолдары

Кремнийдің физикалық қасиеттері

Бос кремний – ол әлсіз металдық жылтыры бар, сұр болат түсті қатты зат; оның жылу және тоқ өткізгіштік қасиеті бар. Бұл элемент екі аллотроптық түрөзгерісінде (модификацияда) болады. Аталған екі модификацияны да қыздыру кезінде кремний диоксидін тотықсыздандыру арқылы алады. Аморфты кремний – ол жогары температурада балқитын, қоңыр түсті ылғал тартқыш (гигроскопты) ұнтақ, ол жоғары температура кезінде барлық бейметалдармен дерлік және көптеген металдармен әрекеттеседі. Аморфты кремнийдің химиялық активтілігі жоғары болып келеді. Кристалдық кремний – аморфты кремнийді қайта кристалдау кезінде түзіледі, жартылай өткізгіштік қасиеті бар.

Аморфты кремнийден жасалатын элементтер өте жұқа кремний қабаттары болып табылады. Олар шыны немесе пластикте, вакуумды жағдайда тозаңдану арқылы алынады. Кристаллды кремний элементтеріне қарағанда аморфты элементтер алу қарапайым және тұндырудың төмен температурасында үлкен көлемді(1м артық) элемент ала аламыз.Аморфты кремнийлі фотоэлемент жасаудағы материал силанболыптабылады( SiH4)(кремневодород),ол төсеніш материалға жағылады және кристаллдық элементке қарағанда жағылған кремний қабаты 100есежұқаболады.

Аморфты кремнийдың құрамында 5-20% сутек болғандықтан, кремнийдің гидрогенизирленген түрі деп аталады – а-Si:H.Сутек аморфтық кремнийдің электрофизикалық қасиеттерін өзгертеді және қабыршаққа жартылайөткізгіштік қасиетін береді.

Қазіргі уақытта Сутегі ендірілген кремний алудың мынадай түрлері бар: газдық фазада плазмо химиялық тұндыру моносилан және сутегі қоспасынан(PECVD); моносиланның термиялық ыдырау әдісі; аморфты кремнийдің лазерлі неме сетермиялық кристаллизация әдісі және қатты-фазалы кристаллизация әдісі. Жоғарыда айтылған әдістердің ішіндегі көпқалданылатыны газдық фазада плазмохимиялық тұндыру әдісі(PECVD). Бұл ол әдістің қарапайымдылығымен,Арзан болуымен түсіндіріледі. Және артықшылықтарының бірі төмен темперадура да тұндырылуы. Қабыршақты өсіру кезіндегі төсеніштің температурасы 200-300оС. Бұл иілгіш тасымалдағыш тағы наномодификацияланған аморфты кремнийдің құрылымын қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Жоғарыда айтқандай аморфты кремний алу үшін сутегімен қатты сұйытылған моносилан қолданылады. Моносиланды үлкен көлемдегі сутекпен сұйылту қабырщақтың өсу жылдамдығын азайтып, бетіндегі кремний атомдарының қозғалуын арттырады. Бұл нанокристалл қалыптасуын және материал тығыздығын арттырады. Реакциялық камераға сутектен басқа, арганды қосу арқылы қабыршақ тұндыру процессіндегі төсеніш температурасын T = 100-150C-қа дейін төмендетуге болады.

Бу фазасында химиялық тұндыру.Бу фазасында химиялық тұндыру жолының СVD әдісінің екі түрі бар: 1)Төсеніш температурасы реактордағы газ температурасынан аз; 2)Төсеніш температурасы реактордағы газ температурасынан артық немесе тең;

НОМОСVD. a-Si:H тұндырудың бұл әдісінде моносиланды бөлу 823К-1023К температура аралығында жүзеге асады. Қабықшадағы сутегі концентрациясы 30 %. Тұндырудың максималды жылдамдығы 0,33 нм/сек.

CVD . a-Si:Hты CVD-тұндырудың 2 түрі бар:1)Төсеніш пен газ температуралары өзара тең;2)Төсеніш температурасы газ температурасынан артық.

Фото СVD (бу фазасында фотосинтезделген химиялық тұндыру) Бұл әдіс толқын ұзындығы 253,7 және 180,9 нм болатын жарық кванттарын Si2H2-мен фотолиздеуге негізделген.

Ионды реактивті тозаңдау. ИРТ-дың түрлері:1) ВЧ-катодты тозаңдау;2) ВЧ-магнетронды тозаңдау;3)Тұрақты токта магнетронды тозаңдау;4) Ионды шоқтармен тозаңдау;

Жоғары жиілікті разрядта жіктеу . Сутегі ендірілген аморфты кремниді алуда кең тараған әдіс. Алғаш аморфты кремниді индуктивті байланысы бар жүйені қолдану арқылы алған. Газ ағынының жылдамдығы 0,1-10 см3/мин,ал қысымы 13,3-133 Па дейін болатын кварцты реактор қолданған