एपिटॅक्सी म्हणजे काय?

बहुतेक अभियंते अपरिचित आहेतएपिटॅक्सी, जे सेमीकंडक्टर उपकरण निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते.एपिटॅक्सीवेगवेगळ्या चिप उत्पादनांमध्ये वापरले जाऊ शकते आणि विविध उत्पादनांमध्ये विविध प्रकारचे एपिटॅक्सी असतात, यासहसी epitaxy, SiC epitaxy, GaN epitaxy, इ.

एपिटॅक्सी म्हणजे काय?
Epitaxy ला इंग्रजीमध्ये "Epitaxy" असे म्हणतात. हा शब्द ग्रीक शब्द "एपी" (म्हणजे "वर") आणि "टॅक्सी" (म्हणजे "व्यवस्था") पासून आला आहे. नावाप्रमाणेच, याचा अर्थ एखाद्या वस्तूच्या शीर्षस्थानी व्यवस्थितपणे व्यवस्था करणे. एपिटॅक्सी प्रक्रिया म्हणजे एकाच क्रिस्टल सब्सट्रेटवर पातळ एकल क्रिस्टल थर जमा करणे. या नव्याने जमा झालेल्या एकल क्रिस्टल थराला एपिटॅक्सियल लेयर म्हणतात.

एपिटॅक्सीचे दोन मुख्य प्रकार आहेत: होमोएपिटॅक्सियल आणि हेटरोएपिटॅक्सियल. Homoepitaxial म्हणजे एकाच प्रकारच्या सब्सट्रेटवर समान सामग्री वाढवणे होय. एपिटॅक्सियल लेयर आणि सब्सट्रेटमध्ये समान जाळीची रचना असते. Heteroepitaxy म्हणजे एका पदार्थाच्या सब्सट्रेटवर दुसऱ्या पदार्थाची वाढ. या प्रकरणात, एपिटॅक्सिअली वाढलेल्या क्रिस्टल लेयर आणि सब्सट्रेटची जाळीची रचना भिन्न असू शकते. सिंगल क्रिस्टल्स आणि पॉलीक्रिस्टलाइन म्हणजे काय?
सेमीकंडक्टरमध्ये, आपण अनेकदा सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन आणि पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन या संज्ञा ऐकतो. काही सिलिकॉनला सिंगल क्रिस्टल्स आणि काही सिलिकॉनला पॉलीक्रिस्टलाइन का म्हणतात?

सिंगल क्रिस्टल: जाळीची मांडणी सतत आणि अपरिवर्तित असते, धान्याच्या सीमा नसतात, म्हणजेच संपूर्ण क्रिस्टल सुसंगत क्रिस्टल अभिमुखतेसह एकाच जाळीने बनलेला असतो. पॉलीक्रिस्टलाइन: पॉलीक्रिस्टलाइन हे अनेक लहान धान्यांचे बनलेले असते, त्यातील प्रत्येक एकच क्रिस्टल असतो आणि त्यांचे अभिमुखता एकमेकांच्या संदर्भात यादृच्छिक असतात. हे धान्य धान्याच्या सीमांनी वेगळे केले जातात. पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्रीची उत्पादन किंमत सिंगल क्रिस्टल्सपेक्षा कमी आहे, म्हणून ते अजूनही काही अनुप्रयोगांमध्ये उपयुक्त आहेत. एपिटेक्सियल प्रक्रिया कुठे गुंतलेली असेल?
सिलिकॉन-आधारित इंटिग्रेटेड सर्किट्सच्या निर्मितीमध्ये, एपिटॅक्सियल प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. उदाहरणार्थ, सिलिकॉन एपिटॅक्सीचा वापर सिलिकॉन सब्सट्रेटवर शुद्ध आणि बारीक नियंत्रित सिलिकॉन थर वाढवण्यासाठी केला जातो, जो प्रगत एकात्मिक सर्किट्सच्या निर्मितीसाठी अत्यंत महत्त्वाचा आहे. याव्यतिरिक्त, पॉवर उपकरणांमध्ये, SiC आणि GaN हे दोन सामान्यतः वापरले जाणारे वाइड बँडगॅप सेमीकंडक्टर साहित्य आहेत ज्यात उत्कृष्ट पॉवर हाताळणी क्षमता आहेत. हे पदार्थ सामान्यतः सिलिकॉन किंवा इतर सब्सट्रेट्सवर एपिटॅक्सीद्वारे वाढतात. क्वांटम कम्युनिकेशनमध्ये, सेमीकंडक्टर-आधारित क्वांटम बिट्स सहसा सिलिकॉन जर्मेनियम एपिटॅक्सियल स्ट्रक्चर्स वापरतात. इ.

एपिटॅक्सियल वाढीच्या पद्धती?

तीन सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या सेमीकंडक्टर एपिटॅक्सी पद्धती:

आण्विक बीम एपिटॅक्सी (एमबीई): आण्विक बीम एपिटॅक्सी) एक अर्धसंवाहक एपिटॅक्सियल वाढ तंत्रज्ञान आहे जे अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम परिस्थितीत केले जाते. या तंत्रज्ञानामध्ये, स्त्रोत सामग्रीचे अणू किंवा आण्विक बीमच्या रूपात बाष्पीभवन केले जाते आणि नंतर स्फटिकासारखे सब्सट्रेटवर जमा केले जाते. MBE हे अत्यंत अचूक आणि नियंत्रण करण्यायोग्य अर्धसंवाहक पातळ फिल्म ग्रोथ तंत्रज्ञान आहे जे अणु स्तरावर जमा केलेल्या सामग्रीची जाडी अचूकपणे नियंत्रित करू शकते.

मेटल ऑरगॅनिक सीव्हीडी (एमओसीव्हीडी): एमओसीव्हीडी प्रक्रियेत, आवश्यक घटक असलेले सेंद्रिय धातू आणि हायड्राइड वायू सब्सट्रेटला योग्य तापमानात पुरवले जातात आणि आवश्यक अर्धसंवाहक पदार्थ रासायनिक अभिक्रियांद्वारे तयार केले जातात आणि सब्सट्रेटवर जमा केले जातात, तर उर्वरित संयुगे आणि प्रतिक्रिया उत्पादने सोडली जातात.

व्हेपर फेज एपिटॅक्सी (VPE): व्हेपर फेज एपिटॅक्सी हे सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाणारे एक महत्त्वाचे तंत्रज्ञान आहे. वाहक वायूमध्ये एकाच पदार्थाची वा कंपाऊंडची वाफ वाहून नेणे आणि रासायनिक अभिक्रियांद्वारे सब्सट्रेटवर क्रिस्टल्स जमा करणे हे त्याचे मूळ तत्त्व आहे.