سلیکن (ایس آئی) ایپیٹیکسی تیاری کی ٹیکنالوجی

سلیکون (Si) ایپیٹکسیتیاری کی ٹکنالوجی

epitaxial نمو کیا ہے؟

· واحد کرسٹل مواد صرف مختلف سیمیکمڈکٹر آلات کی بڑھتی ہوئی پیداوار کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتا۔ 1959 کے آخر میں ، کی ایک پتلی پرتسنگل کرسٹلمادی گروتھ ٹکنالوجی - ایپیٹاکسیل نمو تیار کی گئی تھی۔

epitaxial نمو مواد کی ایک پرت کو اگانا ہے جو ایک ہی کرسٹل سبسٹریٹ کی ضروریات کو پورا کرتا ہے جس پر کچھ شرائط کے تحت کاٹنے ، پیسنے اور پالش کرکے احتیاط سے عملدرآمد کیا گیا ہے۔ چونکہ بڑھتی ہوئی واحد پروڈکٹ پرت سبسٹریٹ جعلی کی توسیع ہے ، لہذا اگنے والی مادی پرت کو ایک ایپیٹیکسیل پرت کہا جاتا ہے۔

ایپیٹیکسیل پرت کی خصوصیات کے لحاظ سے درجہ بندی

·یکساں ایپیٹیکسی:epitaxial پرتسبسٹریٹ مادے کی طرح ہی ہے ، جو مواد کی مستقل مزاجی کو برقرار رکھتا ہے اور اعلی معیار کی مصنوعات کی ساخت اور بجلی کی خصوصیات کو حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے۔

·متضاد ایپیٹاکسی:epitaxial پرتسبسٹریٹ مواد سے مختلف ہے۔ ایک مناسب سبسٹریٹ کا انتخاب کرکے، نمو کے حالات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے اور مواد کے اطلاق کی حد کو بڑھایا جا سکتا ہے، لیکن جالیوں کی عدم مماثلت اور تھرمل توسیع کے فرق کی وجہ سے آنے والے چیلنجوں پر قابو پانے کی ضرورت ہے۔

آلہ کی پوزیشن کے ذریعہ درجہ بندی

مثبت ایپیٹیکسی: کرسٹل کی نشوونما کے دوران سبسٹریٹ مادے پر ایک ایپیٹیکسیئل پرت کی تشکیل سے مراد ہے ، اور یہ آلہ ایپیٹاکسیل پرت پر بنایا گیا ہے۔

ریورس ایپیٹیکسی: مثبت ایپیٹیکسی کے برعکس، ڈیوائس کو براہ راست سبسٹریٹ پر تیار کیا جاتا ہے، جبکہ ایپیٹیکسیل پرت ڈیوائس کی ساخت پر بنتی ہے۔

اطلاق کے اختلافات: سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ میں دونوں کا اطلاق مطلوبہ مادی خصوصیات اور ڈیوائس ڈیزائن کی ضروریات پر منحصر ہے ، اور ہر ایک مختلف عمل کے بہاؤ اور تکنیکی ضروریات کے لئے موزوں ہے۔

epitaxial نمو کے طریقہ کار کے ذریعہ درجہ بندی

· ڈائریکٹ ایپیٹیکسی ہیٹنگ، الیکٹران بمباری یا بیرونی برقی فیلڈ کو استعمال کرنے کا ایک طریقہ ہے جس سے بڑھتے ہوئے مادّے کے ایٹموں کو کافی توانائی حاصل ہوتی ہے، اور براہ راست ہجرت کرکے ذیلی سطح پر جمع کیا جاتا ہے تاکہ اپیٹیکسیل نمو کو مکمل کیا جا سکے، جیسے ویکیوم ڈپوزیشن، سپٹرنگ، سبلیمیشن وغیرہ۔ تاہم، اس طریقہ کار کے آلات پر سخت تقاضے ہیں۔ فلم کی مزاحمیت اور موٹائی میں ناقص ریپیٹیبلٹی ہے، اس لیے اسے سلکان ایپیٹیکسیل پروڈکشن میں استعمال نہیں کیا گیا ہے۔

· بالواسطہ ایپیٹیکسی کیمیائی رد عمل کا استعمال ہے جو ذیلی سطح پر epitaxial تہوں کو جمع کرنے اور بڑھنے کے لیے ہے، جسے وسیع طور پر کیمیائی بخارات جمع (CVD) کہا جاتا ہے۔ تاہم، CVD کی طرف سے اگائی جانے والی پتلی فلم ضروری نہیں کہ ایک ہی پروڈکٹ ہو۔ لہذا، سختی سے، صرف CVD جو ایک فلم کو بڑھاتا ہے وہ ایپیٹیکسیل گروتھ ہے۔ اس طریقہ کار میں سادہ سامان ہے، اور ایپیٹیکسیل پرت کے مختلف پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنا آسان ہے اور ان کی دوبارہ قابلیت اچھی ہے۔ اس وقت، سلکان اپیٹیکسیل ترقی بنیادی طور پر اس طریقہ کا استعمال کرتا ہے.

دیگر زمرے

اپیٹیکسیل مواد کے ایٹموں کو سبسٹریٹ تک پہنچانے کے طریقہ کار کے مطابق، اسے ویکیوم ایپیٹیکسی، گیس فیز ایپیٹیکسی، مائع فیز ایپیٹیکسی (LPE) وغیرہ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

face مرحلے کی تبدیلی کے عمل کے مطابق ، ایپیٹیکسی کو تقسیم کیا جاسکتا ہےگیس فیز ایپیٹیکسی, مائع مرحلہ ایپیٹیکسی، اورٹھوس مرحلہ ایپیٹیکسی.

مسائل Epitaxial عمل کے ذریعہ حل ہوئے

· جب سلیکن ایپیٹیکسیئل گروتھ ٹکنالوجی کا آغاز ہوا تو ، یہ وہ وقت تھا جب سلیکن اعلی تعدد اور اعلی طاقت والے ٹرانجسٹر مینوفیکچرنگ کو مشکلات کا سامنا کرنا پڑا۔ ٹرانجسٹر اصول کے نقطہ نظر سے ، اعلی تعدد اور اعلی طاقت حاصل کرنے کے لئے ، جمع کرنے والے کی خرابی کا وولٹیج زیادہ ہونا چاہئے اور سیریز کے خلاف مزاحمت چھوٹی ہونی چاہئے ، یعنی سنترپتی وولٹیج ڈراپ چھوٹا ہونا چاہئے۔ سابقہ ​​کو کلکٹر ایریا میٹریل کی مزاحمتی صلاحیت کو اونچا ہونا ضروری ہے ، جبکہ مؤخر الذکر کو کلکٹر ایریا کے مواد کی مزاحمتی صلاحیت کم ہونا ضروری ہے ، اور یہ دونوں متضاد ہیں۔ اگر کلیکٹر ایریا میٹریل کی موٹائی کو پتلی کرکے سیریز کے خلاف مزاحمت کو کم کیا جاتا ہے تو ، سلیکن ویفر پر کارروائی کرنے کے لئے بہت پتلی اور نازک ہوگی۔ اگر مادے کی مزاحمتی کو کم کیا گیا ہے تو ، یہ پہلی ضرورت کے منافی ہوگا۔ epitaxial ٹیکنالوجی نے اس مشکل کو کامیابی کے ساتھ حل کیا ہے۔

حل:

subse انتہائی کم مزاحمیت کے ساتھ سبسٹریٹ پر ایک اعلی مزاحمتی ایپیٹیکسیل پرت بڑھائیں ، اور ایپیٹیکسیل پرت پر ڈیوائس تیار کریں۔ اعلی مزاحمت کی ایپیٹیکسیل پرت اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ ٹیوب میں بہت زیادہ خرابی کا وولٹیج ہے ، جبکہ کم مزاحمت سبسٹریٹ سبسٹریٹ کی مزاحمت اور سنترپتی وولٹیج ڈراپ کی مزاحمت کو کم کرتا ہے ، اس طرح دونوں کے مابین تضاد کو حل کرتا ہے۔

اس کے علاوہ، ایپیٹیکسیل ٹیکنالوجیز جیسے وانپ فیز ایپیٹیکسی، مائع فیز ایپیٹیکسی، مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی، اور میٹل آرگینک کمپاؤنڈ ویپر فیز ایپیٹیکسی 1-V فیملی، 1-V فیملی، اور دیگر کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر مواد جیسے GaAs کو بھی بہت زیادہ ترقی دی گئی ہے۔ اور زیادہ تر کی تیاری کے لیے ناگزیر عمل ٹیکنالوجی بن چکے ہیں۔ مائکروویو اورآپٹو الیکٹرانک آلات.

خاص طور پر، سالماتی بیم کی کامیاب درخواست اوردھاتی نامیاتی بخاراتانتہائی پتلی تہوں، سپر لیٹس، کوانٹم ویلز، سٹرینڈ سپر لیٹیسس، اور جوہری سطح کی پتلی پرت ایپیٹیکسی میں فیز ایپیٹیکسی نے سیمی کنڈکٹر ریسرچ کے ایک نئے شعبے، "بینڈ انجینئرنگ" کی ترقی کی بنیاد رکھی ہے۔

epitaxial ترقی کی خصوصیات

(1) اعلی (کم) مزاحمتی پرتوں کو کم (اعلی) مزاحمتی ذیلی ذیلی جگہوں پر ایپیٹاکسلی طور پر اگایا جاسکتا ہے۔

(2) N (p) Epitaxial پرتیں P (N) سبسٹریٹس پر براہ راست PN جنکشن بنانے کے لئے اگائی جاسکتی ہیں۔ جب بازی کے ذریعہ سنگل سبسٹریٹس پر PN جنکشن بناتے ہو تو معاوضے میں کوئی مسئلہ نہیں ہوتا ہے۔

(3) ماسک ٹکنالوجی کے ساتھ مل کر، مخصوص ڈھانچے کے ساتھ مربوط سرکٹس اور آلات کی تیاری کے لیے حالات پیدا کرتے ہوئے، مخصوص علاقوں میں منتخب ایپیٹیکسیل نمو کی جا سکتی ہے۔

(4) epitaxial ترقی کے دوران ضرورت کے مطابق ڈوپنگ کی قسم اور ارتکاز کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ حراستی میں تبدیلی اچانک یا بتدریج ہو سکتی ہے۔

(5) متغیر اجزاء کے ساتھ متضاد، کثیر پرتوں والے، کثیر اجزاء والے مرکبات کی انتہائی پتلی تہوں کو اگایا جا سکتا ہے۔

()) ماد .ہ کے پگھلنے والے مقام سے نیچے درجہ حرارت پر ایپیٹاکسیل نمو کی جاسکتی ہے۔ نمو کی شرح قابل قابو ہے ، اور جوہری پیمانے پر موٹائی کی ایپیٹاکسیل نمو حاصل کی جاسکتی ہے۔

epitaxial ترقی کے لئے ضروریات

(1) سطح چپٹی اور چمکدار ہونی چاہیے، بغیر سطح کے نقائص جیسے روشن دھبے، گڑھے، دھند کے داغ اور سلپ لائنز

(2) اچھی کرسٹل سالمیت ، کم سندچیوتی اور اسٹیکنگ فالٹ کثافت۔ کے لئےسلکان ایپیٹیکسی، سندچیوتی کثافت 1000/سینٹی میٹر 2 سے کم ہونی چاہئے ، اسٹیکنگ فالٹ کثافت 10/سینٹی میٹر 2 سے کم ہونی چاہئے ، اور کرومک ایسڈ اینچنگ حل کے ذریعہ خراب ہونے کے بعد سطح روشن رہنا چاہئے۔

()) ایپیٹیکسیل پرت کے پس منظر کی ناپاک حراستی کم ہونا چاہئے اور کم معاوضے کی ضرورت ہونی چاہئے۔ خام مال کی پاکیزگی زیادہ ہونی چاہئے ، نظام کو اچھی طرح سے مہر لگانا چاہئے ، ماحول صاف ہونا چاہئے ، اور غیر ملکی نجاستوں کو ایپیٹاکسیل پرت میں شامل کرنے سے بچنے کے لئے آپریشن سخت ہونا چاہئے۔

()) متضاد ایپیٹیکسی کے لئے ، ایپیٹیکسیل پرت اور سبسٹریٹ کی تشکیل اچانک تبدیل ہونی چاہئے (سوائے اس کے کہ آہستہ ساخت کی تبدیلی کی ضرورت ہے) اور ایپیٹیکسیل پرت اور سبسٹریٹ کے مابین ساخت کا باہمی بازی کو کم سے کم کیا جانا چاہئے۔

(5) ڈوپنگ ارتکاز کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہئے اور یکساں طور پر تقسیم کیا جانا چاہئے تاکہ ایپیٹیکسیل پرت میں یکساں مزاحمتی صلاحیت ہو جو ضروریات کو پورا کرتی ہو۔ اس کی مزاحمت کی ضرورت ہے۔epitaxial wafersایک ہی بھٹی میں مختلف بھٹیوں میں اگائی جانے والی فصلیں ایک جیسی ہونی چاہئیں۔

(6) epitaxial پرت کی موٹائی اچھی یکسانیت اور تکرار کے ساتھ ضروریات کو پورا کرتی ہے۔

()) دفن شدہ پرت کے ساتھ سبسٹریٹ پر ایپیٹاکسیل نمو کے بعد ، دفن شدہ پرت کا نمونہ مسخ بہت چھوٹا ہے۔

(8) آلات کی بڑے پیمانے پر پیداوار میں آسانی پیدا کرنے اور اخراجات کو کم کرنے کے ل the ایپیٹیکسیل ویفر کا قطر زیادہ سے زیادہ بڑا ہونا چاہئے۔

(9) کا تھرمل استحکامکمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر ایپیٹیکسیل پرتیں۔اور heterojunction epitaxy اچھا ہے.