কেন এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ (ইপিআই) প্রক্রিয়াটি বিকশিত হয়?

1। ব্যাকগ্রাউন্ড: সিলিকন কেন যথেষ্ট পরিমাণে ওয়েফার হয় না?

সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের প্রথম পদক্ষেপটি একটি পালিশ একক - স্ফটিক সিলিকন ওয়েফার (সাধারণত সিজেড পদ্ধতি ব্যবহার করে জন্মে একটি জাজোক্রালস্কি ওয়েফার) প্রাপ্ত হচ্ছে।
তবে, যদিও এই ওয়েফারগুলি একক স্ফটিক, তবে তাদের পৃষ্ঠগুলি বিশুদ্ধতা, ত্রুটি ঘনত্ব, ডোপিং নির্ভুলতা এবং কাঠামোর জন্য কঠোর ডিভাইসের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না।
বিশেষত উন্নত প্রক্রিয়া নোড এবং উচ্চ - পারফরম্যান্স ডিভাইসগুলিতে, মূল ওয়েফারে সরাসরি সক্রিয় অঞ্চলগুলি তৈরি করে সীমাবদ্ধতা উপস্থাপন করে:
{{0} the ওয়েফার বাল্কে উচ্চ অক্সিজেন সামগ্রী (সিজেড সিলিকনের প্রায়শই অক্সিজেন প্রিপিটেটেটস থাকে), যা ডিভাইস সংখ্যালঘু ক্যারিয়ারের আজীবন এবং ফুটোকে প্রভাবিত করে।
- ওয়েফার ডোপিং প্রোফাইলটি সুনির্দিষ্টভাবে সামঞ্জস্য করা যায় না (বিশেষত যখন আল্ট্রা - অগভীর জংশন বা গ্রেডিয়েন্ট কাঠামো প্রয়োজন হয়)।
- মাইক্রো - ত্রুটিগুলি যেমন স্থানচ্যুতি এবং স্ক্র্যাচগুলি পৃষ্ঠের উপরে উপস্থিত থাকতে পারে, সরাসরি ফলনকে প্রভাবিত করে।
- কিছু ডিভাইসের জন্য ভিন্ন ভিন্ন উপকরণ প্রয়োজন (যেমন সিগ, গা - on - সি, এবং সিক - on on - সি) -} উপকরণগুলি যা নিজেরাই অর্জন করা যায় না।

এটি একটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য "পুনর্নির্মাণ" প্রযুক্তি - এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ (ইপিআই) প্রক্রিয়া প্রয়োজন।

2। ইপিআই প্রক্রিয়াটির মূল সংজ্ঞা

এপিট্যাক্সি একটি একক - স্ফটিক পাতলা ফিল্মের বৃদ্ধি বোঝায় একটি একক - স্ফটিক স্তরটির সাথে একই স্ফটিক ওরিয়েন্টেশনের সাথে স্ফটিক সাবস্ট্রেটের বৃদ্ধি।
এটি হয় হোমোইপিটাক্সিয়াল (সি তে সি) বা হেটেরোইপিটাক্সিয়াল (এসআই -তে সিগ, এসআইসি -তে গ্যান ইত্যাদি) হতে পারে।
মূল বৈশিষ্ট্য:
এপিট্যাক্সিয়াল স্তরটি সাবস্ট্রেটের জাল কাঠামো (স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন এবং প্রান্তিককরণ) "উত্তরাধিকারী" করে এবং এতে ত্রুটিযুক্ত ঘনত্ব থাকে।
বেধ নিয়ন্ত্রণযোগ্য (কয়েকটি ন্যানোমিটার থেকে কয়েক দশক মাইক্রন পর্যন্ত)।
ডোপিং টাইপ, ঘনত্ব এবং গ্রেডিয়েন্ট ডিজাইন অনুসারে যথাযথভাবে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

3। ইপিআই প্রক্রিয়াটি কেন ব্যবহার করবেন?

এটি তিনটি দৃষ্টিকোণ থেকে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে: কর্মক্ষমতা, প্রক্রিয়া এবং নতুন উপকরণগুলির প্রবর্তন:

3.1 পারফরম্যান্স উন্নতি
ত্রুটি ঘনত্ব হ্রাস
ইপিআই একটি "ত্রুটি -} ফ্রি লেয়ার" বৃদ্ধি করতে পারে যা সক্রিয় অঞ্চল থেকে সাবস্ট্রেট ত্রুটিগুলি পৃথক করে, যার ফলে সংখ্যালঘু ক্যারিয়ার আজীবন বাড়ছে (বিশেষত পাওয়ার ডিভাইসের জন্য গুরুত্বপূর্ণ)। ডোপিং কাঠামো অনুকূলকরণ
আল্ট্রা - অগভীর জংশন বা গ্রেডড ডোপিং প্রোফাইলগুলি অর্জন করা যেতে পারে, ব্রেকডাউন ভোল্টেজ এবং পরিবাহী বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করে।
বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা উন্নতি
উচ্চ - প্রতিরোধের এপিটাক্সিয়াল স্তর (ইপিআই) স্তরগুলি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স (উচ্চ -} ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইসগুলির জন্য উপযুক্ত) হ্রাস করতে পারে, যখন ঘন এপিট্যাক্সিয়াল স্তরগুলি পাওয়ার ডিভাইসের ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে।

3.2 প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা
ডিভাইস বিচ্ছিন্নতা
একটি উচ্চ - প্রতিরোধের এপিআই স্তরটি ডিভাইসগুলির মধ্যে বিচ্ছিন্নতা উন্নত করতে এবং পরজীবী ক্রসস্টালক হ্রাস করতে পারে।
ল্যাচ হ্রাস করা - আপ
সিএমওগুলিতে, এপিট্যাক্সিয়াল স্তরটি পরজীবী থাইরিস্টর কাঠামোর ট্রিগারকে দমন করতে পারে।
নমনীয় বেধ
বিভিন্ন পণ্য একই সাবস্ট্রেটে কাস্টমাইজড ইপিআই বেধ থাকতে পারে (বিশেষত শক্তি, অ্যানালগ এবং আরএফ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সাধারণ)।

3.3 নতুন উপকরণ প্রবর্তন
স্ট্রেন ইঞ্জিনিয়ারিং
সিগ এপিট্যাক্সি, সিক এপিট্যাক্সি এবং গাএন এপিট্যাক্সি সবই এপিআইয়ের মাধ্যমে অর্জন করা হয়েছে।
ভিন্ন ভিন্ন সংহতকরণ
সিলিকন ফোটোনিকস, এমইএমএস এবং পাওয়ার ডিভাইসে, ইপিআই সিলিকনে III - v উপকরণ বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এইচবিটিএস এবং কোয়ান্টাম ওয়েল লেজারগুলির মতো সুপারল্যাটিস স্ট্রাকচারগুলি বিভিন্ন ব্যান্ড ফাঁকযুক্ত উপকরণগুলির স্তরগুলির বিকল্প জমা দেওয়ার প্রয়োজন, এপিআই প্রয়োজনীয়।

4। সাধারণ এপিআই প্রক্রিয়া প্রকার

5। ইপিআই প্রক্রিয়াটির প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি

ইন্টারফেস ত্রুটিগুলি: এপিট্যাক্সিয়াল স্তর এবং স্তরগুলির মধ্যে জালির মিলের জন্য অত্যন্ত উচ্চ নির্ভুলতা প্রয়োজন, অন্যথায় স্থানচ্যুতি তৈরি করা হবে।
স্ট্রেস ম্যানেজমেন্ট: হেটেরোইপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির সময় অতিরিক্ত চাপ ওয়ারপিং বা ক্র্যাকিংয়ের কারণ হতে পারে।
সুনির্দিষ্ট ডোপিং নিয়ন্ত্রণ: ঘনত্বের পরিসীমা 10¹³ - 10²⁰ সেমি পৌঁছাতে পারে, যার যথার্থতার প্রয়োজনীয়তা ± 1%।
বেধের অভিন্নতা: বড় - ব্যাস (300 মিমি) ওয়েফারগুলির বেধের অভিন্নতা প্রয়োজন<1%.

6 .. সংক্ষিপ্তসার

ইপিআই প্রক্রিয়াটি উত্থিত হয়েছিল কারণ এটি একটি উচ্চ -} গুণমান, ডিজাইনযোগ্য, নিম্ন - ত্রুটি এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য ডোপিং পৃষ্ঠের স্তর তৈরি করতে ওয়েফারটিকে "পুনরায় আকার" করতে পারে। এটি কেবল সিলিকন সিএমওগুলির জীবনকালকেই প্রসারিত করে না, তবে নতুন উপকরণ এবং উপন্যাস ডিভাইস কাঠামো বাস্তবায়নের জন্য একটি পথও সরবরাহ করে।
ইপিআই ব্যতীত, আজকের উচ্চ - পারফরম্যান্স পিএমওএস, পাওয়ার মোসফেট, সিজে এইচবিটি এবং এসআইসি/গাএন পাওয়ার ডিভাইসগুলি অর্জন করা কঠিন হবে।