ڇو سيميڪنڊڪٽر ڊوائيسز کي ”ايپيٽيڪسيل پرت“ جي ضرورت آهي

نالي جي اصليت "Epitaxial Wafer"

ويفر جي تياري ٻن مکيه مرحلن تي مشتمل آهي: ذيلي ذخيري جي تياري ۽ epitaxial عمل. ذيلي ذخيرو سيمي ڪنڊڪٽر واحد ڪرسٽل مواد مان ٺهيل آهي ۽ عام طور تي سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز پيدا ڪرڻ لاء پروسيس ڪيو ويندو آهي. اهو پڻ epitaxial پروسيسنگ مان گذري سگهي ٿو هڪ epitaxial ويفر ٺاهڻ لاء. Epitaxy هڪ نئين واحد ڪرسٽل پرت کي وڌائڻ جي عمل ڏانهن اشارو ڪري ٿو احتياط سان پروسيس ٿيل واحد ڪرسٽل سبسٽرٽ تي. نئون سنگل ڪرسٽل هڪ ئي مادي جو ٿي سگهي ٿو جيئن سبسٽرٽ (هموجينيئس ايپيٽڪسي) يا هڪ مختلف مواد (متضاد ايپيٽڪسي). جيئن ته نئين ڪرسٽل پرت سبسٽريٽ جي ڪرسٽل جي ترتيب سان ترتيب ۾ وڌندي آهي، ان کي ايپيٽيڪسيل پرت سڏيو ويندو آهي. epitaxial پرت سان ويفر کي epitaxial wafer سڏيو ويندو آهي (epitaxial wafer = epitaxial پرت + substrate). epitaxial پرت تي ٺاهيل ڊوائيسز کي "فارورڊ ايپيٽڪسي" سڏيو ويندو آهي، جڏهن ته سبسٽريٽ تي ٺاهيل ڊوائيسز کي "ريورس ايپيٽڪسي" جي طور تي حوالو ڏنو ويو آهي، جتي ايپيٽيڪسيل پرت صرف هڪ سپورٽ طور ڪم ڪري ٿي.

Homogeneous and Heterogeneous Epitaxy

▪Homogeneous Epitaxy:epitaxial پرت ۽ substrate ساڳي مواد مان ٺهيل آهن: مثال طور، Si/Si، GaAs/GaAs، GaP/GaP.

▪متضاد ايپيٽيڪسي:epitaxial پرت ۽ substrate مختلف مواد مان ٺهيل آهن: مثال طور، Si/Al₂O₃، GaS/Si، GaAlAs/GaAs، GaN/SiC، وغيره.

پالش wafers

Epitaxy ڪهڙا مسئلا حل ڪري ٿو؟

بلڪ سنگل ڪرسٽل مواد اڪيلو سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيس ٺاهڻ جي وڌندڙ پيچيده مطالبن کي پورو ڪرڻ لاءِ ڪافي نه آهن. تنهن ڪري، 1959 جي آخر ۾، ٿلهي اڪيلو ڪرسٽل مادي جي ترقي جي ٽيڪنڪ کي epitaxy طور سڃاتو وڃي ٿو. پر ڪيئن epitaxial ٽيڪنالاجي خاص طور تي مواد جي ترقي ۾ مدد ڪئي؟ سلڪون لاء، سلڪون ايپيٽيڪسي جي ترقي هڪ نازڪ وقت تي واقع ٿي جڏهن اعلي تعدد، اعلي طاقت واري سلکان ٽرانزسٽرز جي ٺهڻ ۾ اهم مشڪلاتن کي منهن ڏيڻو پيو. ٽرانسسٽر جي اصولن جي نقطه نظر کان، اعلي تعدد ۽ طاقت حاصل ڪرڻ جي ضرورت آهي ته ڪليڪٽر جي علائقي جي ڀڃڪڙي وولٹیج وڌيڪ هجي، ۽ سيريز جي مزاحمت گهٽ هجي، مطلب ته سنترپشن وولٹیج ننڍو هجڻ گهرجي. اڳوڻي کي ڪليڪٽر مواد ۾ اعلي مزاحمت جي ضرورت آهي، جڏهن ته بعد ۾ گهٽ مزاحمت جي ضرورت آهي، جيڪو هڪ تضاد پيدا ڪري ٿو. سيريز جي مزاحمت کي گهٽائڻ لاءِ ڪليڪٽر واري علائقي جي ٿلهي کي گهٽائڻ سان سلڪون ويفر کي پروسيسنگ لاءِ تمام گهڻو پتلي ۽ نازڪ بڻائيندو، ۽ مزاحمت کي گهٽ ڪرڻ سان پهرين ضرورت سان ٽڪراءُ ٿيندو. epitaxial ٽيڪنالاجي جي ترقي ڪاميابي سان هن مسئلي کي حل ڪيو. حل اهو هو ته هڪ اعلي مزاحمتي epitaxial پرت کي گهٽ مزاحمتي سبسٽريٽ تي وڌايو وڃي. ڊوائيس epitaxial پرت تي ٺهيل آهي، ٽرانزسٽر جي اعلي بريڪ ڊائون وولٽيج کي يقيني بڻائي ٿي، جڏهن ته گهٽ مزاحمتي سبسٽريٽ بنيادي مزاحمت کي گھٽائي ٿو ۽ سنترپشن وولٹیج کي گھٽائي ٿو، ٻن گهرجن جي وچ ۾ تضاد کي حل ڪندي.

اضافي طور تي، III-V ۽ II-VI مرڪب سيمي ڪنڊڪٽرز جهڙوڪ GaAs، GaN، ۽ ٻيا، جن ۾ وانپ مرحلو ۽ مائع مرحلو ايپيٽيڪسي شامل آهن، ايپيٽيڪسيل ٽيڪنالاجيون اهم ترقيون ڏٺيون آهن. اهي ٽيڪنالاجيون ڪيترن ئي مائڪرو ويڪرو، آپٽو اليڪٽرڪ، ۽ پاور ڊوائيسز جي تعمير لاء ضروري بڻجي چڪا آهن. خاص طور تي، ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسي (MBE) ۽ ڌاتو-نامياتي ڪيميائي بخار جمع ڪرڻ (MOCVD) کي ڪاميابيءَ سان ٿلهي پرتن، سپرلٽيسس، ڪوانٽم ويلز، اسٽينڊ ٿيل سپرلٽيسس، ۽ ايٽمي پيماني تي پتلي ايپيٽيڪسيل تہن تي لاڳو ڪيو ويو آهي، هڪ مضبوط بنياد رکڻ لاءِ. نئين سيمي ڪنڊڪٽر شعبن جي ترقي جهڙوڪ "بينڊ انجنيئرنگ."

عملي ايپليڪيشنن ۾، اڪثر وائڊ بينڊ گيپ سيميڪنڊڪٽر ڊوائيس ايپيٽيڪسيل پرت تي ٺاهيا ويا آهن، مواد جهڙوڪ سلکان ڪاربائڊ (SiC) کي صرف سبسٽريٽ طور استعمال ڪيو پيو وڃي. تنهن ڪري، epitaxial پرت کي ڪنٽرول ڪرڻ وسيع-bandgap سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ هڪ اهم عنصر آهي.

Epitaxy ٽيڪنالاجي: ست اهم خاصيتون

1. Epitaxy هڪ اعلي (يا گهٽ) مزاحمتي پرت کي گهٽ (يا اعلي) مزاحمتي سبسٽرٽ تي وڌائي سگھي ٿو.

2. Epitaxy P (يا N) قسم جي سبسٽرن تي N (يا P) قسم جي epitaxial تہن جي واڌ جي اجازت ڏئي ٿي، سڌو سنئون PN جنڪشن ٺاھڻ کان سواءِ معاوضي جي مسئلن جي جيڪي پيدا ٿين ٿا جڏھن ڊفيوژن استعمال ڪندي ھڪڙي ڪرسٽل سبسٽرٽ تي PN جنڪشن ٺاھڻ لاءِ.

3. جڏهن ماسڪ ٽيڪنالاجي سان گڏ، چونڊيل ايپيٽيڪسيل ترقي مخصوص علائقن ۾ ڪري سگهجي ٿي، خاص ساختن سان مربوط سرڪٽس ۽ ڊوائيسز جي تعمير کي چالو ڪرڻ.

4. Epitaxial واڌ ڊاپنگ جي قسمن ۽ ڪنسنٽريشن جي ڪنٽرول جي اجازت ڏئي ٿي، ڪنسنٽريشن ۾ اوچتو يا تدريجي تبديليون حاصل ڪرڻ جي صلاحيت سان.

5. Epitaxy وڌي سگھي ٿو متضاد، گھڻ پرت وارو، گھڻ-جزو مرکبات متغير مرکبن سان، جن ۾ الٽرا پتلي تہون شامل آھن.

6. Epitaxial واڌ، مواد جي پگھلڻ واري نقطي کان هيٺ درجه حرارت تي ٿي سگهي ٿي، هڪ ڪنٽرول قابل ترقي جي شرح سان، پرت جي ٿلهي ۾ ايٽمي سطح جي درستگي جي اجازت ڏئي ٿي.

7. Epitaxy مواد جي واحد ڪرسٽل تہن جي ترقي کي قابل بنائي ٿو جيڪي ڪرسٽل ۾ نه ڇڪي سگھجن ٿيون، جهڙوڪ GaN ۽ ternary/quaternary compound semiconductors.

مختلف Epitaxial تہه ۽ epitaxial عمل

خلاصو، epitaxial تہه پيش ڪري ٿو وڌيڪ آساني سان ڪنٽرول ٿيل ۽ مڪمل ڪرسٽل ڍانچي بلڪ ذيلي ذخيري جي ڀيٽ ۾، جيڪو ترقي يافته مواد جي ترقي لاء فائدي وارو آهي.