एपिटॅक्सियल वाढ म्हणजे काय?

एपिटॅक्सियल ग्रोथ हे एक तंत्रज्ञान आहे जे एका क्रिस्टल सब्सट्रेटवर (सबस्ट्रेट) एकच क्रिस्टल थर वाढवते ज्यामध्ये सब्सट्रेट सारख्याच क्रिस्टल अभिमुखतेसह, जणू मूळ क्रिस्टल बाहेरच्या दिशेने वाढला आहे. हा नव्याने वाढलेला सिंगल क्रिस्टल लेयर चालकता प्रकार, प्रतिरोधकता इत्यादींच्या बाबतीत सब्सट्रेटपेक्षा वेगळा असू शकतो आणि विविध जाडी आणि वेगवेगळ्या आवश्यकतांसह मल्टी-लेयर सिंगल क्रिस्टल्स वाढू शकतो, त्यामुळे डिव्हाइस डिझाइन आणि डिव्हाइस कार्यप्रदर्शनाची लवचिकता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. याव्यतिरिक्त, एकात्मिक सर्किट्समध्ये पीएन जंक्शन आयसोलेशन तंत्रज्ञानामध्ये आणि मोठ्या प्रमाणात एकात्मिक सर्किट्समध्ये सामग्रीची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी एपिटॅक्सियल प्रक्रिया देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

एपिटॅक्सीचे वर्गीकरण प्रामुख्याने सब्सट्रेट आणि एपिटॅक्सियल लेयरच्या विविध रासायनिक रचना आणि विविध वाढीच्या पद्धतींवर आधारित आहे.
वेगवेगळ्या रासायनिक रचनांनुसार, एपिटॅक्सियल वाढ दोन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकते:

1. Homoepitaxial: या प्रकरणात, epitaxial लेयरमध्ये सब्सट्रेट सारखीच रासायनिक रचना असते. उदाहरणार्थ, सिलिकॉन एपिटॅक्सियल लेयर थेट सिलिकॉन सब्सट्रेट्सवर वाढतात.

2. Heteroepitaxy: येथे, epitaxial लेयरची रासायनिक रचना सब्सट्रेटपेक्षा वेगळी आहे. उदाहरणार्थ, नीलमच्या थरावर गॅलियम नायट्राइड एपिटॅक्सियल थर वाढतो.

विविध वाढीच्या पद्धतींनुसार, एपिटॅक्सियल ग्रोथ तंत्रज्ञान देखील विविध प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते:

1. आण्विक बीम एपिटॅक्सी (MBE): सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट्सवर एकल क्रिस्टल पातळ फिल्म्स वाढवण्याचे हे तंत्रज्ञान आहे, जे अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूममध्ये आण्विक बीम प्रवाह दर आणि बीम घनता अचूकपणे नियंत्रित करून साध्य केले जाते.

2. मेटल-ऑरगॅनिक केमिकल वाष्प डिपॉझिशन (MOCVD): हे तंत्रज्ञान आवश्यक पातळ फिल्म सामग्री तयार करण्यासाठी उच्च तापमानात रासायनिक अभिक्रिया करण्यासाठी धातू-सेंद्रिय संयुगे आणि गॅस-फेज अभिकर्मक वापरते. कंपाऊंड सेमीकंडक्टर सामग्री आणि उपकरणे तयार करण्यासाठी यात विस्तृत अनुप्रयोग आहेत.

3. लिक्विड फेज एपिटॅक्सी (एलपीई): एका क्रिस्टल सब्सट्रेटमध्ये द्रव पदार्थ जोडून आणि विशिष्ट तापमानावर उष्णता उपचार केल्याने, द्रव पदार्थ एक क्रिस्टल फिल्म तयार करण्यासाठी स्फटिक बनते. या तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केलेले चित्रपट जाळीशी जुळलेले असतात आणि बहुतेक वेळा मिश्रित अर्धसंवाहक साहित्य आणि उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरले जातात.

4. वाफ फेज एपिटॅक्सी (VPE): आवश्यक पातळ फिल्म सामग्री तयार करण्यासाठी उच्च तापमानात रासायनिक अभिक्रिया करण्यासाठी वायू अभिक्रियाकांचा वापर करते. हे तंत्रज्ञान मोठ्या-क्षेत्र, उच्च-गुणवत्तेचे सिंगल क्रिस्टल फिल्म्स तयार करण्यासाठी योग्य आहे आणि विशेषत: कंपाऊंड सेमीकंडक्टर सामग्री आणि उपकरणे तयार करण्यासाठी उत्कृष्ट आहे.

5. केमिकल बीम एपिटॅक्सी (CBE): हे तंत्रज्ञान एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट्सवर सिंगल क्रिस्टल फिल्म्स वाढवण्यासाठी रासायनिक बीम वापरते, जे रासायनिक बीम प्रवाह दर आणि बीम घनता अचूकपणे नियंत्रित करून साध्य केले जाते. उच्च-गुणवत्तेच्या सिंगल क्रिस्टल पातळ फिल्म्सच्या तयारीमध्ये त्याचे विस्तृत अनुप्रयोग आहेत.

6. ॲटोमिक लेयर एपिटॅक्सी (ALE): अणु लेयर डिपॉझिशन टेक्नॉलॉजीचा वापर करून, आवश्यक पातळ फिल्म मटेरिअल एकाच क्रिस्टल सब्सट्रेटवर थर दराने जमा केले जाते. हे तंत्रज्ञान मोठ्या-क्षेत्राचे, उच्च-गुणवत्तेचे सिंगल क्रिस्टल फिल्म तयार करू शकते आणि बहुतेक वेळा कंपाऊंड सेमीकंडक्टर सामग्री आणि उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरली जाते.

7. हॉट वॉल एपिटॅक्सी (HWE): उच्च-तापमान तापवण्याद्वारे, वायू अभिक्रियाक एकाच क्रिस्टल सब्सट्रेटवर जमा करून एकच क्रिस्टल फिल्म तयार करतात. हे तंत्रज्ञान मोठ्या-क्षेत्र, उच्च-गुणवत्तेचे सिंगल क्रिस्टल फिल्म्स तयार करण्यासाठी देखील योग्य आहे आणि विशेषतः कंपाऊंड सेमीकंडक्टर सामग्री आणि उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरले जाते.