epitaxial تہه ڪيئن سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز جي مدد ڪن ٿا؟

نالو جو اصل نالو epitaxial wafer

پهرين، اچو ته هڪ ننڍڙي تصور کي مشهور ڪريون: ويفر جي تياري ۾ ٻه اهم لنڪس شامل آهن: سبسٽٽ تيار ڪرڻ ۽ ايپيٽيڪسيل عمل. سبسٽريٽ هڪ ويفر آهي جيڪو سيمي ڪنڊڪٽر واحد کرسٽل مواد مان ٺهيل آهي. ذيلي ذخيرو سڌو سنئون ويفر جي پيداوار واري عمل ۾ داخل ٿي سگھي ٿو سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز پيدا ڪرڻ لاء، يا ان کي پروسيس ڪري سگهجي ٿو ايپيٽيڪسيل پروسيس ذريعي ايپيٽڪسيل ويفرز پيدا ڪرڻ لاء. Epitaxy هڪ واحد ڪرسٽل سبسٽريٽ تي سنگل ڪرسٽل جي نئين پرت کي وڌائڻ جي عمل کي اشارو ڪري ٿو جنهن کي ڪٽڻ، پيسڻ، پالش ڪرڻ، وغيره ذريعي احتياط سان پروسيس ڪيو ويو آهي. مختلف مواد (هموجنسي) epitaxy يا heteroepitaxy). ڇاڪاڻ ته نئين سنگل ڪرسٽل پرت وڌندي ۽ وڌندي آهي سبسٽريٽ جي ڪرسٽل مرحلي جي مطابق، ان کي ايپيٽيڪسيل پرت سڏيو ويندو آهي (ٿلهي عام طور تي چند مائڪرون هوندي آهي، مثال طور سلڪون کڻندي آهي: سلڪون ايپيٽيڪسيل واڌ جي معني آهي سلڪون سنگل تي. کرسٽل سبسٽريٽ هڪ خاص کرسٽل اورينٽيشن سان گڏ ڪرسٽل جي هڪ پرت سان سٺي لڪي ساخت جي سالميت ۽ مختلف مزاحمتي ۽ ٿلهي سان ساڳي ڪرسٽل ائنٽيشن جيئن ته سبسٽرٽ وڌو ويندو آهي) ۽ epitaxial پرت سان گڏ substrate کي epitaxial wafer (epitaxial wafer = epitaxial layer + substrate) چئبو آهي. جڏهن ڊوائيس epitaxial پرت تي ٺاهيو ويندو آهي، ان کي مثبت ايپيٽيڪسي سڏيو ويندو آهي. جيڪڏهن ڊوائيس سبسٽٽ تي ٺهيل آهي، ان کي سڏيو ويندو آهي ريورس ايپيٽڪس. هن وقت، epitaxial پرت صرف هڪ معاون ڪردار ادا ڪري ٿو.

پالش wafer

epitaxial ترقي جا طريقا

ماليڪيولر بيم ايپيٽڪسي (ايم بي اي): اهو هڪ سيمي ڪنڊڪٽر ايپيٽيڪسيل ترقي واري ٽيڪنالاجي آهي جيڪا الٽرا هاءِ ويڪيوم حالتن هيٺ ڪئي ويندي آهي. هن ٽيڪنڪ ۾، ماخذ مواد کي ائٽم يا ماليڪيولز جي شعاع جي صورت ۾ بخاري بڻايو ويندو آهي ۽ پوءِ هڪ ڪرسٽل سبسٽرٽ تي جمع ڪيو ويندو آهي. ايم بي اي هڪ تمام درست ۽ ڪنٽرولبل سيمي ڪنڊڪٽر پتلي فلم جي ترقي جي ٽيڪنالاجي آهي جيڪا ائٽمي سطح تي جمع ٿيل مواد جي ٿلهي کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪري سگهي ٿي.
Metal Organic CVD (MOCVD): MOCVD جي عمل ۾، نامياتي ڌاتو ۽ هائيڊرائيڊ گيس N گيس جنهن ۾ گهربل عناصر شامل آهن، مناسب درجه حرارت تي سبسٽريٽ کي فراهم ڪيا وڃن ٿا، گهربل سيمي ڪنڊڪٽر مواد پيدا ڪرڻ لاءِ ڪيميائي رد عمل مان گذرن ٿا، ۽ سبسٽريٽ تي جمع ڪيا وڃن ٿا. تي، جڏهن ته باقي مرکبات ۽ رد عمل جي شين کي خارج ڪيو وڃي ٿو.
Vapor مرحلو epitaxy (VPE): وانپ مرحلو ايپيٽڪسي هڪ اهم ٽيڪنالاجي آهي جيڪا عام طور تي سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز جي پيداوار ۾ استعمال ٿيندي آهي. بنيادي اصول اهو آهي ته ڪيريئر گيس ۾ عنصري مادو يا مرکبات جي بخارات کي منتقل ڪرڻ، ۽ ڪيميائي رد عمل جي ذريعي سبسٽريٽ تي ڪرسٽل جمع ڪرڻ.

epitaxy پروسيس ڪهڙيون مسئلا حل ڪري ٿو؟

صرف بلڪ اڪيلو ڪرسٽل مواد مختلف سيمڪڊڪٽر ڊوائيسز جي پيداوار جي وڌندڙ ضرورتن کي پورو نٿو ڪري سگھي. تنهن ڪري، epitaxial ترقي، هڪ پتلي پرت واري واحد کرسٽل مادي ترقي جي ٽيڪنالاجي، 1959 جي آخر ۾ ترقي ڪئي وئي هئي. تنهنڪري مواد جي ترقي ۾ epitaxy ٽيڪنالاجي جو ڪهڙو خاص حصو آهي؟

سلڪون لاء، جڏهن سلڪون ايپيٽيڪسيل ترقي جي ٽيڪنالاجي شروع ٿي، اهو حقيقت ۾ سلڪون جي اعلي تعدد ۽ اعلي-پاور ٽرانسسٽرز جي پيداوار لاء هڪ ڏکيو وقت هو. ٽرانسسٽر جي اصولن جي نقطه نظر کان، اعلي تعدد ۽ اعلي طاقت حاصل ڪرڻ لاء، ڪليڪٽر ايريا جي ڀڃڪڙي وولٹیج کي اعلي هجڻ گهرجي ۽ سيريز جي مزاحمت ننڍڙو هجڻ گهرجي، اهو آهي، سنترپشن وولٹیج ڊراپ ننڍڙو هجڻ گهرجي. پهرين جي ضرورت آهي ته گڏ ڪرڻ واري علائقي ۾ مواد جي مزاحمتي صلاحيت وڌيڪ هجڻ گهرجي، جڏهن ته بعد ۾ گهربل آهي ته گڏ ڪرڻ واري علائقي ۾ مواد جي مزاحمت گهٽ هجڻ گهرجي. ٻئي صوبا هڪ ٻئي جا متضاد آهن. جيڪڏهن ڪليڪٽر واري علائقي ۾ مواد جي ٿلهي سيريز جي مزاحمت کي گهٽائڻ لاءِ گهٽجي وڃي ٿي، ته سلڪون ويفر پروسيس ٿيڻ لاءِ تمام پتلي ۽ نازڪ هوندو. جيڪڏهن مواد جي مزاحمت گھٽجي وڃي ٿي، اها پهرين گهرج جي خلاف ورزي ڪندي. جڏهن ته، epitaxial ٽيڪنالاجي جي ترقي ڪامياب ٿي چڪي آهي. هن مشڪل کي حل ڪيو.

حل: هڪ انتهائي گهٽ مزاحمت واري سبسٽرٽ تي هڪ اعلي-مزاحمتي ايپيٽڪسيل پرت وڌو، ۽ ڊوائيس کي ايپيٽڪسيل پرت تي ٺاهيو. هي اعليٰ مزاحمتي اپيٽيڪسيل پرت انهي ڳالهه کي يقيني بڻائي ٿي ته ٽيوب ۾ هڪ اعلي بريڪ ڊائون وولٽيج آهي، جڏهن ته گهٽ مزاحمتي سبسٽريٽ اهو پڻ سبسٽريٽ جي مزاحمت کي گهٽائي ٿو، ان سان گڏ سٿريشن وولٽيج ڊراپ کي گهٽائي ٿو، ان ڪري ٻنهي جي وچ ۾ تضاد کي حل ڪري ٿو.

ان کان علاوه، epitaxy ٽيڪنالاجيون جهڙوڪ vapor step epitaxy ۽ liquid step epitaxy of GaAs ۽ ٻيون III-V، II-VI ۽ ٻيون ماليڪيولر مرڪب سيميڪنڊڪٽر مواد پڻ تمام گهڻي ترقي ڪئي وئي آهي ۽ اڪثر مائيڪرو ويو ڊوائيسز، آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز، پاور لاءِ بنياد بڻجي چڪيون آهن. اهو ڊوائيسز جي پيداوار لاء هڪ لازمي عمل ٽيڪنالاجي آهي، خاص طور تي ماليڪيولر جي ڪامياب ايپليڪيشن بيام ۽ ڌاتو آرگنڪ واپر فيز ايپيٽڪسي ٽيڪنالاجي پتلي تہن ۾، سپرلٽيسس، ڪوانٽم ويلز، اسٽريٽڊ سپرليٽسس، ۽ ايٽمي سطح جي پتلي پرت ايپيٽڪسي، جيڪا سيمي ڪنڊڪٽر ريسرچ ۾ هڪ نئون قدم آهي. فيلڊ ۾ "انرجي بيلٽ انجنيئرنگ" جي ترقي هڪ مضبوط بنياد رکي ڇڏيو آهي.

عملي ايپليڪيشنن ۾، وسيع بينڊ گيپ سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيس تقريبا هميشه ايپيٽيڪسيل پرت تي ٺاهيا ويا آهن، ۽ سلکان ڪاربائڊ ويفر پاڻ کي صرف سبسٽٽ طور ڪم ڪري ٿو. تنهن ڪري، epitaxial پرت جو ڪنٽرول وسيع bandgap semiconductor صنعت جو هڪ اهم حصو آهي.

ايپيٽڪسي ٽيڪنالاجي ۾ 7 اهم صلاحيتون

1. هاء (گهٽ) مزاحمتي epitaxial تہه epitaxially گهٽ (مٿاهون) مزاحمتي ذيلي ذخيرو تي وڌي سگھجن ٿيون.
2. N (P) قسم جي epitaxial پرت epitaxially P (N) قسم جي سبسٽرٽ تي وڌي سگھي ٿي ته جيئن سڌو PN جنڪشن ٺاھيو وڃي. ڪو به معاوضي وارو مسئلو ناهي جڏهن هڪ واحد ڪرسٽل سبسٽرٽ تي PN جنڪشن ٺاهڻ لاءِ diffusion طريقو استعمال ڪيو وڃي.
3. ماسڪ ٽيڪنالاجي سان گڏ، چونڊيل epitaxial ترقي نامزد ٿيل علائقن ۾ ڪئي وئي آهي، خاص ڍانچي سان مربوط سرڪٽ ۽ ڊوائيسز جي پيداوار لاء حالتون پيدا ڪرڻ.
4. epitaxial ترقي جي عمل دوران ضرورتن مطابق ڊوپنگ جو قسم ۽ ڪنسنٽريشن تبديل ڪري سگھجي ٿو. حراست ۾ تبديلي اوچتو تبديلي يا سست تبديلي ٿي سگهي ٿي.
5. هي متغير جزن سان متضاد، گھڻ پرت، گھڻ-جزو مرکبات ۽ الٽرا-ٿلي پرت وڌائي سگھي ٿو.
6. Epitaxial واڌ کي مواد جي پگھلڻ واري نقطي کان گھٽ درجه حرارت تي ڪري سگهجي ٿو، ترقي جي شرح قابل ڪنٽرول آهي، ۽ ايٽمي سطح جي ٿلهي جي epitaxial واڌ حاصل ڪري سگهجي ٿي.
7. اهو اڀري سگھي ٿو سنگل ڪرسٽل مواد جنهن کي ڇڪي نٿو سگهجي، جهڙوڪ GaN، ٽيٽيري ۽ چوٿون مرڪب جا سنگل ڪرسٽل پرت وغيره.