சிலிக்கான்(Si) எபிடாக்ஸி தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம்

சிலிக்கான்(Si) எபிடாக்ஸிதயாரிப்பு தொழில்நுட்பம்

எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி என்றால் என்ன?

பல்வேறு குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் வளர்ந்து வரும் உற்பத்தியின் தேவைகளை ஒற்றை படிகப் பொருட்கள் மட்டும் பூர்த்தி செய்ய முடியாது. 1959 இன் இறுதியில், ஒரு மெல்லிய அடுக்குஒற்றை படிகம்பொருள் வளர்ச்சி தொழில்நுட்பம் - எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உருவாக்கப்பட்டது.

எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி என்பது ஒரு படிக அடி மூலக்கூறின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் பொருளின் அடுக்கை வளர்ப்பதாகும், இது சில நிபந்தனைகளின் கீழ் வெட்டுதல், அரைத்தல் மற்றும் மெருகூட்டல் மூலம் கவனமாக செயலாக்கப்படுகிறது. வளர்ந்த ஒற்றை தயாரிப்பு அடுக்கு அடி மூலக்கூறு லட்டியின் நீட்டிப்பாக இருப்பதால், வளர்ந்த பொருள் அடுக்கு ஒரு எபிடாக்சியல் அடுக்கு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எபிடாக்சியல் அடுக்கின் பண்புகளால் வகைப்படுத்துதல்

·ஒரே மாதிரியான எபிடாக்ஸி: திஎபிடாக்சியல் அடுக்குஅடி மூலக்கூறு பொருளாக உள்ளது, இது பொருளின் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கிறது மற்றும் உயர்தர தயாரிப்பு கட்டமைப்பு மற்றும் மின் பண்புகளை அடைய உதவுகிறது.

·பன்முக எபிடாக்ஸி: திஎபிடாக்சியல் அடுக்குஅடி மூலக்கூறு பொருட்களிலிருந்து வேறுபட்டது. பொருத்தமான அடி மூலக்கூறைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், வளர்ச்சி நிலைமைகளை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் பொருளின் பயன்பாட்டு வரம்பை விரிவுபடுத்தலாம், ஆனால் லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மை மற்றும் வெப்ப விரிவாக்க வேறுபாடுகளால் ஏற்படும் சவால்களை கடக்க வேண்டும்.

சாதனத்தின் நிலைப்படி வகைப்படுத்தல்

நேர்மறை எபிடாக்ஸி: படிக வளர்ச்சியின் போது அடி மூலக்கூறு பொருளின் மீது ஒரு எபிடாக்சியல் அடுக்கு உருவாவதைக் குறிக்கிறது, மேலும் சாதனம் எபிடாக்சியல் அடுக்கில் செய்யப்படுகிறது.

தலைகீழ் எபிடாக்ஸி: நேர்மறை எபிடாக்ஸிக்கு மாறாக, சாதனம் நேரடியாக அடி மூலக்கூறில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் எபிடாக்சியல் அடுக்கு சாதனத்தின் கட்டமைப்பில் உருவாகிறது.

பயன்பாட்டு வேறுபாடுகள்: குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் இரண்டின் பயன்பாடு தேவையான பொருள் பண்புகள் மற்றும் சாதன வடிவமைப்பு தேவைகளைப் பொறுத்தது, மேலும் ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு செயல்முறை ஓட்டங்கள் மற்றும் தொழில்நுட்ப தேவைகளுக்கு ஏற்றது.

எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி முறை மூலம் வகைப்பாடு

நேரடி எபிடாக்ஸி என்பது வெப்பமூட்டும், எலக்ட்ரான் குண்டுவீச்சு அல்லது வெளிப்புற மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்தி வளரும் பொருள் அணுக்கள் போதுமான ஆற்றலைப் பெறுவதற்கும், வெற்றிட படிவு, ஸ்பட்டரிங், பதங்கமாதல் போன்ற எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை முடிக்க அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் நேரடியாக இடம்பெயர்ந்து வைப்பதும் ஆகும். இருப்பினும், இந்த முறை உபகரணங்கள் மீது கடுமையான தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது. படத்தின் எதிர்ப்பாற்றல் மற்றும் தடிமன் மோசமான மறுபரிசீலனை திறன் கொண்டவை, எனவே இது சிலிக்கான் எபிடாக்சியல் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படவில்லை.

· மறைமுக எபிடாக்ஸி என்பது அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை வைப்பதற்கும் வளர்ப்பதற்கும் இரசாயன எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்துவதாகும், இது பரவலாக இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், சி.வி.டி மூலம் வளர்க்கப்படும் மெல்லிய படலமானது ஒரு தயாரிப்பாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. எனவே, கண்டிப்பாகச் சொன்னால், ஒரு ஒற்றைப் படலத்தை வளர்க்கும் CVD மட்டுமே எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி ஆகும். இந்த முறை எளிய உபகரணங்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் எபிடாக்சியல் லேயரின் பல்வேறு அளவுருக்கள் கட்டுப்படுத்த எளிதானது மற்றும் நல்ல மறுபரிசீலனையைக் கொண்டுள்ளன. தற்போது, ​​சிலிக்கான் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி முக்கியமாக இந்த முறையைப் பயன்படுத்துகிறது.

பிற வகைகள்

· எபிடாக்சியல் பொருட்களின் அணுக்களை அடி மூலக்கூறுக்கு கொண்டு செல்லும் முறையின் படி, அதை வெற்றிட எபிடாக்ஸி, கேஸ் பேஸ் எபிடாக்ஸி, லிக்விட் ஃபேஸ் எபிடாக்ஸி(எல்பிஇ) எனப் பிரிக்கலாம்.

·கட்ட மாற்ற செயல்முறையின் படி, எபிடாக்ஸியை பிரிக்கலாம்வாயு கட்ட எபிடாக்ஸி, திரவ நிலை எபிடாக்ஸி, மற்றும்திட கட்ட எபிடாக்ஸி.

எபிடாக்சியல் செயல்முறை மூலம் சிக்கல்கள் தீர்க்கப்படுகின்றன

சிலிக்கான் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி தொழில்நுட்பம் தொடங்கிய போது, ​​சிலிக்கான் உயர் அதிர்வெண் மற்றும் உயர் சக்தி டிரான்சிஸ்டர் உற்பத்தி சிரமங்களை எதிர்கொண்ட நேரம். டிரான்சிஸ்டர் கொள்கையின் கண்ணோட்டத்தில், அதிக அதிர்வெண் மற்றும் அதிக சக்தியைப் பெற, சேகரிப்பான் முறிவு மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் தொடர் எதிர்ப்பானது சிறியதாக இருக்க வேண்டும், அதாவது செறிவூட்டல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சிறியதாக இருக்க வேண்டும். முந்தையது சேகரிப்பான் பகுதிப் பொருளின் எதிர்ப்பாற்றல் அதிகமாக இருக்க வேண்டும், அதே சமயம் பிந்தையது சேகரிப்பான் பகுதிப் பொருளின் எதிர்ப்பாற்றல் குறைவாக இருக்க வேண்டும், மேலும் இரண்டும் முரண்படுகின்றன. சேகரிப்பான் பகுதிப் பொருளின் தடிமனைக் குறைப்பதன் மூலம் தொடர் எதிர்ப்பைக் குறைத்தால், சிலிக்கான் செதில் மிகவும் மெல்லியதாகவும், செயலிழக்க முடியாததாகவும் இருக்கும். பொருளின் எதிர்ப்பாற்றல் குறைக்கப்பட்டால், அது முதல் தேவைக்கு முரணாக இருக்கும். எபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பம் இந்த சிக்கலை வெற்றிகரமாக தீர்த்துள்ளது.

தீர்வு:

மிகக் குறைந்த எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட அடி மூலக்கூறில் உயர்-எதிர்ப்பு எபிடாக்சியல் லேயரை வளர்த்து, எபிடாக்சியல் லேயரில் சாதனத்தைத் தயாரிக்கவும். உயர்-எதிர்ப்பு எபிடாக்சியல் அடுக்கு, குழாயில் அதிக முறிவு மின்னழுத்தம் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது, அதே சமயம் குறைந்த-எதிர்ப்பு மூலக்கூறு அடி மூலக்கூறின் எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது மற்றும் செறிவூட்டல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைக் குறைக்கிறது, இதனால் இரண்டிற்கும் இடையே உள்ள முரண்பாட்டைத் தீர்க்கிறது.

கூடுதலாக, நீராவி கட்ட எபிடாக்ஸி, திரவ நிலை எபிடாக்ஸி, மூலக்கூறு பீம் எபிடாக்ஸி மற்றும் 1-V குடும்பத்தின் உலோக கரிம கலவை நீராவி கட்ட எபிடாக்ஸி போன்ற எபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பங்கள், 1-V குடும்பம் மற்றும் GaAs போன்ற பிற கலவை குறைக்கடத்தி பொருட்களும் பெரிதும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. மற்றும் பெரும்பாலான மைக்ரோவேவ் மற்றும் உற்பத்திக்கான இன்றியமையாத செயல்முறை தொழில்நுட்பங்களாக மாறிவிட்டனஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்.

குறிப்பாக, மூலக்கூறு கற்றை வெற்றிகரமான பயன்பாடு மற்றும்உலோக கரிம நீராவிஅல்ட்ரா-மெல்லிய அடுக்குகள், சூப்பர்லட்டீஸ்கள், குவாண்டம் கிணறுகள், வடிகட்டப்பட்ட சூப்பர்லட்டீஸ்கள் மற்றும் அணு-நிலை மெல்லிய அடுக்கு எபிடாக்சி ஆகியவற்றில் கட்ட எபிடாக்ஸி, "பேண்ட் இன்ஜினியரிங்" என்ற செமிகண்டக்டர் ஆராய்ச்சியின் புதிய துறையின் வளர்ச்சிக்கு அடித்தளம் அமைத்துள்ளது.

எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் சிறப்பியல்புகள்

(1) உயர் (குறைந்த) எதிர்ப்பு எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை குறைந்த (உயர்) எதிர்ப்பு அடி மூலக்கூறுகளில் எபிடாக்சியல் முறையில் வளர்க்கலாம்.

(2) PN சந்திகளை நேரடியாக உருவாக்க P(N) அடி மூலக்கூறுகளில் N(P) எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை வளர்க்கலாம். பரவல் மூலம் ஒற்றை அடி மூலக்கூறுகளில் PN சந்திப்புகளை உருவாக்கும் போது இழப்பீடு பிரச்சனை இல்லை.

(3) முகமூடி தொழில்நுட்பத்துடன் இணைந்து, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை நியமிக்கப்பட்ட பகுதிகளில் மேற்கொள்ளலாம், ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் மற்றும் சிறப்பு கட்டமைப்புகள் கொண்ட சாதனங்களின் உற்பத்திக்கான நிலைமைகளை உருவாக்குகிறது.

(4) எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது தேவைக்கேற்ப ஊக்கமருந்து வகை மற்றும் செறிவு மாற்றப்படலாம். செறிவு மாற்றம் திடீரென அல்லது படிப்படியாக இருக்கலாம்.

(5) மாறுபட்ட கூறுகளைக் கொண்ட பன்முக, பல அடுக்கு, பல-கூறு சேர்மங்களின் அல்ட்ரா-மெல்லிய அடுக்குகளை வளர்க்கலாம்.

(6) பொருளின் உருகுநிலைக்குக் கீழே உள்ள வெப்பநிலையில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை மேற்கொள்ளலாம். வளர்ச்சி விகிதம் கட்டுப்படுத்தக்கூடியது, மேலும் அணு அளவிலான தடிமனின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை அடைய முடியும்.

எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கான தேவைகள்

(1) மேற்பரப்பு தட்டையாகவும் பிரகாசமாகவும் இருக்க வேண்டும், பிரகாசமான புள்ளிகள், குழிகள், மூடுபனி கறைகள் மற்றும் ஸ்லிப் கோடுகள் போன்ற மேற்பரப்பு குறைபாடுகள் இல்லாமல் இருக்க வேண்டும்

(2) நல்ல படிக ஒருமைப்பாடு, குறைந்த இடப்பெயர்வு மற்றும் அடுக்கி வைக்கும் தவறு அடர்த்தி. க்குசிலிக்கான் எபிடாக்ஸி, இடப்பெயர்வு அடர்த்தி 1000/cm2 க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும், ஸ்டாக்கிங் தவறு அடர்த்தி 10/cm2 க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும், மேலும் குரோமிக் அமிலம் எச்சிங் கரைசலில் அரிக்கப்பட்ட பிறகு மேற்பரப்பு பிரகாசமாக இருக்க வேண்டும்.

(3) எபிடாக்சியல் அடுக்கின் பின்னணி தூய்மையற்ற செறிவு குறைவாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் குறைந்த இழப்பீடு தேவை. மூலப்பொருளின் தூய்மை அதிகமாக இருக்க வேண்டும், அமைப்பு நன்கு சீல் செய்யப்பட வேண்டும், சுற்றுப்புறம் சுத்தமாக இருக்க வேண்டும், எபிடாக்சியல் லேயரில் வெளிநாட்டு அசுத்தங்கள் சேர்வதைத் தவிர்க்க அறுவை சிகிச்சை கண்டிப்பாக இருக்க வேண்டும்.

(4) பன்முக எபிடாக்சிக்கு, எபிடாக்சியல் அடுக்கு மற்றும் அடி மூலக்கூறின் கலவை திடீரென மாற வேண்டும் (மெதுவான கலவை மாற்றத்தின் தேவையைத் தவிர) மற்றும் எபிடாக்சியல் அடுக்கு மற்றும் அடி மூலக்கூறு இடையே கலவையின் பரஸ்பர பரவல் குறைக்கப்பட வேண்டும்.

(5) ஊக்கமருந்து செறிவு கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும் மற்றும் சமமாக விநியோகிக்கப்பட வேண்டும், இதனால் எபிடாக்சியல் அடுக்கு தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் ஒரு சீரான எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. இன் எதிர்ப்பாற்றல் தேவைஎபிடாக்சியல் செதில்கள்ஒரே உலைகளில் வெவ்வேறு உலைகளில் வளர்க்கப்படுவது சீரானதாக இருக்க வேண்டும்.

(6) எபிடாக்சியல் அடுக்கின் தடிமன், நல்ல சீரான தன்மை மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் வரக்கூடிய தன்மையுடன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்.

(7) புதைக்கப்பட்ட அடுக்குடன் கூடிய அடி மூலக்கூறில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்குப் பிறகு, புதைக்கப்பட்ட அடுக்கு வடிவ சிதைவு மிகவும் சிறியதாக இருக்கும்.

(8) எபிடாக்சியல் வேஃபரின் விட்டம், சாதனங்களின் வெகுஜன உற்பத்தியை எளிதாக்குவதற்கும் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் முடிந்தவரை பெரியதாக இருக்க வேண்டும்.

(9) வெப்ப நிலைத்தன்மைகலவை குறைக்கடத்தி எபிடாக்சியல் அடுக்குகள்மற்றும் heterojunction epitaxy நல்லது.