সিলিকন (এসআই) সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের একটি মূল উপাদান এবং এর প্রক্রিয়াজাতকরণ প্রযুক্তি মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স এবং মাইক্রো ইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম (এমইএমএস) এর বিকাশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। সিলিকন প্রক্রিয়াকরণে, জটিল মাইক্রো-ন্যানো কাঠামো অর্জনের জন্য এচিং প্রযুক্তি অন্যতম মূল পদক্ষেপ। তবে সিলিকনের এচিং হার অভিন্ন নয়, তবে স্ফটিকের (স্ফটিক দিক) ওরিয়েন্টেশনের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। এই স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন নির্ভরতা বিভিন্ন স্ফটিক প্লেনগুলিতে সিলিকন পরমাণুর বিন্যাসের ঘনত্ব এবং রাসায়নিক বন্ড ওরিয়েন্টেশনের পার্থক্যের প্রত্যক্ষ ফলাফল। এই নিবন্ধটি সিলিকন এচিং হার এবং স্ফটিক ওরিয়েন্টেশনের মধ্যে সম্পর্কের বিষয়ে বিস্তারিত আলোচনা করবে এবং মাইক্রো-ন্যানো প্রসেসিংয়ে এর ব্যবহারিক প্রয়োগ বিশ্লেষণ করবে।
সিলিকন স্ফটিক কাঠামো এবং স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন
সিলিকন হীরা কাঠামোযুক্ত একটি স্ফটিক এবং এর পারমাণবিক বিন্যাসটি বিভিন্ন স্ফটিক প্লেনগুলিতে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়। সাধারণ স্ফটিক প্লেনগুলির মধ্যে রয়েছে (100), (110) এবং (111) প্লেন।
(100) স্ফটিক বিমান: পারমাণবিক ব্যবস্থা তুলনামূলকভাবে আলগা এবং রাসায়নিক বন্ডগুলি আরও উন্মুক্ত।
(110) স্ফটিক বিমান: পারমাণবিক ঘনত্ব (100) এবং (111) এর মধ্যে।
(১১১) স্ফটিক বিমান: পারমাণবিক বিন্যাসটি সর্বাধিক কমপ্যাক্ট এবং রাসায়নিক বন্ডগুলি এটান্টের দ্বারা আক্রমণ করা কঠিন।
এই স্ফটিক বিমানগুলির পারমাণবিক বিন্যাসের পার্থক্যগুলি সরাসরি এচিং হারকে প্রভাবিত করে, বিভিন্ন স্ফটিক বিমানের এচিং আচরণকে উল্লেখযোগ্য অ্যানিসোট্রপি দেখায়।
ভেজা এচিংয়ে স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন নির্ভরতা
সিলিকন প্রসেসিংয়ে বিশেষত অ্যানিসোট্রপিক এচিংয়ে ওয়েট এচিং অন্যতম ব্যবহৃত কৌশল। সাধারণভাবে ব্যবহৃত এচ্যান্টগুলির মধ্যে ক্ষারীয় দ্রবণ যেমন কোহ (পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড) এবং টিএমএএইচ (টেট্রামেথাইলামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। বিভিন্ন স্ফটিক প্লেনের এচিংয়ের হারগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়:
(100) স্ফটিক বিমান: পরমাণুর আলগা বিন্যাসের কারণে, এচিং হারটি দ্রুততম।
(110) স্ফটিক বিমান: এচিংয়ের হার দ্রুত, তবে (100) বিমানের চেয়ে কিছুটা কম।
(111) স্ফটিক বিমান: পরমাণুর ঘনিষ্ঠ বিন্যাসের কারণে, এচিং হারটি ধীরতম
উদাহরণস্বরূপ, কেওএইচ দ্রবণে, এচিং রেট অনুপাত সাধারণত (100) :( 110) :( 111)=400: 600: 1। এই অ্যানিসোট্রপিক সম্পত্তিটি সিলিকন ওয়েফারগুলিতে কাঠামোর রূপবিজ্ঞানটি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে ভেজা এচিংকে সক্ষম করে।
শুকনো এচিংয়ে স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন নির্ভরতা
শুকনো এচিং (যেমন প্লাজমা এচিং এবং ডিপ রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং) সাধারণত শক্তিশালী অ্যানিসোট্রপি প্রদর্শন করে তবে এর স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন নির্ভরতা দুর্বল। শুকনো এচিং মূলত শারীরিক বোমা হামলা এবং রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার সংমিশ্রণ করে উপাদান অপসারণ অর্জন করে, তাই স্ফটিক ওরিয়েন্টেশনের প্রভাব মূলত সাইডওয়াল মরফোলজির নিয়ন্ত্রণে প্রতিফলিত হয়।
সিলিকন এচিং হারকে প্রভাবিত করে মূল কারণগুলি
স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন ছাড়াও, সিলিকন এচিং হারও নিম্নলিখিত কারণগুলি দ্বারা প্রভাবিত হয়:
তাপমাত্রা: ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রা সাধারণত এচিং প্রতিক্রিয়াটিকে গতি দেয় তবে প্রতিটি স্ফটিক বিমানের জন্য এচিং হারের অনুপাত তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে।
এটান্ট ঘনত্ব: এচ্যান্টগুলির উচ্চ ঘনত্ব (যেমন কেওএইচ) অ্যানিসোট্রপি বাড়িয়ে তুলতে পারে, যখন কম ঘনত্ব নির্বাচনকে হ্রাস করতে পারে।
ডোপিং ঘনত্ব: ভারী ডোপড সিলিকনের (যেমন পি ++} টাইপ) এর এচিং হার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যায় এবং এমনকি বৈদ্যুতিন রাসায়নিক স্টপিংও অর্জন করা যায়।
