স্তরটি ডিভাইসের শারীরিক ভিত্তি এবং এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির সম্ভাব্যতা এবং ব্যয় নির্ধারণ করে .
এপিট্যাক্সিয়াল স্তরটি কার্যকরী মূল, এবং বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল পারফরম্যান্স কাঠামোগত নকশা এবং সুনির্দিষ্ট ডোপিংয়ের মাধ্যমে . এর মাধ্যমে অনুকূলিত হয়
দু'জনের মিল (জাল, তাপ, বিদ্যুৎ) উচ্চ-পারফরম্যান্স ডিভাইসের মূল চাবিকা
1. সাবস্ট্রেট
সংজ্ঞা এবং ফাংশন
শারীরিক সমর্থন: স্তরটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের বাহক, সাধারণত একটি বৃত্তাকার বা বর্গাকার একক স্ফটিক পাতলা শীট (যেমন সিলিকন ওয়েফার) .
ক্রিস্টাল টেম্পলেট: এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধির জন্য পারমাণবিক বিন্যাসের জন্য একটি টেম্পলেট সরবরাহ করে যাতে এপিট্যাক্সিয়াল স্তরটি সাবস্ট্রেট স্ফটিক কাঠামো (সমজাতীয় এপিট্যাক্সি) বা ম্যাচগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (ভিন্ন ভিন্ন এপিট্যাক্সি) .
বৈদ্যুতিক ভিত্তি: কিছু সাবস্ট্রেট সরাসরি ডিভাইস পরিবাহিতা (যেমন সিলিকন-ভিত্তিক পাওয়ার ডিভাইস) এ অংশ নেয় বা সার্কিটগুলি বিচ্ছিন্ন করার জন্য ইনসুলেটর হিসাবে পরিবেশন করে (যেমন নীলাভ স্তরগুলি) .
2. মূলধারার সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির তুলনা
| উপাদান | সম্পত্তি | সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন |
| সিলিকন (এসআই) | স্বল্প ব্যয়, পরিপক্ক প্রযুক্তি, মাঝারি তাপ পরিবাহিতা | ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট, মোসফেট, আইজিবিটি |
| নীলা (আলো) | নিরোধক, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, বৃহত জাল মেলে না (গ্যানের সাথে 13% পর্যন্ত) | গা-ভিত্তিক এলইডি এবং আরএফ ডিভাইস |
| সিলিকন কার্বাইড (sic) | উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, উচ্চ ভাঙ্গন ক্ষেত্র শক্তি, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের | বৈদ্যুতিক যানবাহন পাওয়ার মডিউল, 5 জি বেস স্টেশন আরএফ ডিভাইস |
| গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (জিএএএস) | দুর্দান্ত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য, সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ | আরএফ চিপস, লেজার ডায়োডস, সৌর কোষ |
| গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (গাএন) | উচ্চ বৈদ্যুতিন গতিশীলতা, উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধের | দ্রুত চার্জিং অ্যাডাপ্টার, মিলিমিটার ওয়েভ যোগাযোগ ডিভাইস |
সাবস্ট্রেট নির্বাচনের জন্য 3. মূল বিবেচনা
জাল ম্যাচিং: এপিট্যাক্সিয়াল লেয়ার ত্রুটিগুলি হ্রাস করুন (যেমন গাএন/নীলাফায়ার ল্যাটিস ম্যাচ 13%, একটি বাফার স্তর প্রয়োজন) .
তাপীয় প্রসারণ সহগের সাথে মিলে যাওয়া: তাপমাত্রা পরিবর্তনের কারণে স্ট্রেস ক্র্যাকিং এড়িয়ে চলুন .
ব্যয় এবং প্রক্রিয়া সামঞ্জস্যতা: উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন স্তরগুলি পরিপক্ক প্রক্রিয়াগুলির কারণে মূলধারায় আধিপত্য বিস্তার করে .
2. এপিট্যাক্সিয়াল স্তর
1. সংজ্ঞা এবং উদ্দেশ্য
এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধি: রাসায়নিক বা শারীরিক পদ্ধতি দ্বারা সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠে একক স্ফটিক পাতলা ছায়াছবি জমা দিন এবং পারমাণবিক বিন্যাসটি সাবস্ট্রেটের সাথে কঠোরভাবে একত্রিত হয় .
মূল ভূমিকা:
উপাদান বিশুদ্ধতা উন্নত করুন (স্তরটিতে অমেধ্য থাকতে পারে) .
ভিন্ন ভিন্ন কাঠামো তৈরি করুন (যেমন গাএএস/আলগাস কোয়ান্টাম ওয়েলস) .
বিচ্ছিন্ন সাবস্ট্রেট ত্রুটিগুলি (যেমন এসআইসি স্তরগুলিতে মাইক্রোপাইপ ত্রুটিগুলি) .
2. এপিট্যাক্সিয়াল প্রযুক্তির শ্রেণিবিন্যাস
Ep3. এপিট্যাক্সিয়াল স্তর ডিজাইনের মূল পরামিতি
বেধ: কয়েকটি ন্যানোমিটার (কোয়ান্টাম ওয়েলস) থেকে কয়েক দশক মাইক্রন (পাওয়ার ডিভাইস এপিট্যাক্সিয়াল স্তর) .
ডোপিং: ফসফরাস (এন-টাইপ) এবং বোরন (পি-টাইপ) . এর মতো ডোপিং অমেধ্য দ্বারা ক্যারিয়ারের ঘনত্বকে যথাযথভাবে নিয়ন্ত্রণ করুন
ইন্টারফেসের গুণমান: জালির অমিলকে বাফার স্তরগুলি (যেমন গাএন/এএলএন) বা স্ট্রেইন সুপারল্যাটিস . দ্বারা হ্রাস করা দরকার
4. হেটেরোইপিটাক্সিয়াল গ্রোথ ল্যাটিক্স মিলের চ্যালেঞ্জ এবং সমাধান:
ধীরে ধীরে বাফার স্তর: ধীরে ধীরে সাবস্ট্রেট থেকে এপিট্যাক্সিয়াল স্তরটিতে রচনাটি পরিবর্তন করুন (যেমন আলগান গ্রেডিয়েন্ট স্তর) .
নিম্ন-তাপমাত্রা নিউক্লিয়েশন স্তর: চাপ কমাতে কম তাপমাত্রায় পাতলা স্তরগুলি বাড়ান (যেমন গ্যানের নিম্ন-তাপমাত্রা ALN নিউক্লিয়েশন স্তর) .
তাপীয় অমিল: অনুরূপ তাপীয় প্রসারণ সহগের সাথে উপকরণগুলির সংমিশ্রণটি নির্বাচন করুন বা একটি নমনীয় ইন্টারফেস ডিজাইন . ব্যবহার করুন
3. সাবস্ট্রেট এবং এপিট্যাক্সির সহযোগী অ্যাপ্লিকেশন কেস
কেস 1: গাএন-ভিত্তিক এলইডি সাবস্ট্রেট: নীলা (স্বল্প ব্যয়, নিরোধক) .
এপিট্যাক্সিয়াল কাঠামো:
বাফার স্তর (ALN বা নিম্ন-তাপমাত্রা গাএন) → জালির অমিল ত্রুটি হ্রাস করুন .
এন-টাইপ গ্যান স্তর → ইলেক্ট্রন সরবরাহ করুন .
ইঙ্গান/গাএন একাধিক কোয়ান্টাম ওয়েলস → হালকা-নির্গমনকারী স্তর .
পি-টাইপ গ্যান স্তর → গর্ত সরবরাহ করুন .
ফলাফল: ত্রুটি ঘনত্ব 10⁸ সেন্টিমিটার হিসাবে কম, এবং আলোকিত দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয় .
কেস 2: সিক পাওয়ার মোসফেট
সাবস্ট্রেট: 4 এইচ-সিক একক স্ফটিক (10 কেভি পর্যন্ত ভোল্টেজ সহ্য করা) .
এপিট্যাক্সিয়াল স্তর:
এন-টাইপ সিক ড্রিফ্ট স্তর (বেধ 10-100 μm) → উচ্চ ভোল্টেজ সহ্য করুন .
পি-টাইপ সিক বেস অঞ্চল → নিয়ন্ত্রণ চ্যানেল গঠন .
সুবিধাগুলি: সিলিকন ডিভাইসের তুলনায় 90% কম অন-প্রতিরোধ ক্ষমতা, 5 গুণ দ্রুত স্যুইচিং গতি .
কেস 3: সিলিকন-ভিত্তিক গাএন আরএফ ডিভাইস সাবস্ট্রেট: উচ্চ-প্রতিরোধের সিলিকন (স্বল্প ব্যয়, সহজ সংহতকরণ) .
এপিলেয়ার: অ্যালন নিউক্লিয়েশন স্তর → সি এবং গ্যানের মধ্যে জালির অমিলটি হ্রাস করুন (16%) .
গ্যান বাফার স্তর → ত্রুটিগুলি ক্যাপচার করুন এবং তাদের সক্রিয় স্তর . পর্যন্ত প্রসারিত করা থেকে বিরত রাখুন
আলগান/গাএন হিটারোজানশন → একটি উচ্চ ইলেক্ট্রন গতিশীলতা চ্যানেল (এইচএমটি) গঠন করুন .
অ্যাপ্লিকেশন: 5 জি বেস স্টেশন পাওয়ার এমপ্লিফায়ার, ফ্রিকোয়েন্সি 28 গিগাহার্টজ এর বেশি পৌঁছাতে পারে .