சிலிக்கான் எபிடாக்சியின் சிறப்பியல்புகள்

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸிநவீன குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் ஒரு முக்கியமான அடிப்படை செயல்முறை ஆகும். இது குறிப்பிட்ட படிக அமைப்பு, தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் துல்லியமாக மெருகூட்டப்பட்ட ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறின் மீது ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் மெல்லிய படங்களின் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அடுக்குகளை வளர்ப்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த வளர்ந்த படம் எபிடாக்சியல் லேயர் (எபிடாக்சியல் லேயர் அல்லது எபி லேயர்) என்றும், எபிடாக்சியல் லேயர் கொண்ட சிலிக்கான் வேஃபர் எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் வேஃபர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. அதன் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், புதிதாக வளர்ந்த எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் அடுக்கு என்பது படிகவியலில் அடி மூலக்கூறு லட்டு கட்டமைப்பின் தொடர்ச்சியாகும், அடி மூலக்கூறு போன்ற அதே படிக நோக்குநிலையை பராமரிக்கிறது, இது ஒரு சரியான ஒற்றை படிக அமைப்பை உருவாக்குகிறது. இது எபிடாக்சியல் அடுக்கு துல்லியமாக வடிவமைக்கப்பட்ட மின் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க அனுமதிக்கிறது, அவை அடி மூலக்கூறில் இருந்து வேறுபட்டவை, இதனால் உயர் செயல்திறன் கொண்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கான அடிப்படையை வழங்குகிறது.

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸிக்கான வெர்ஷியல் எபிடாக்சியல் சஸ்பெப்டர்

Ⅰ சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி என்றால் என்ன?

1) வரையறை: சிலிக்கான் எபிடாக்சி என்பது சிலிக்கான் அணுக்களை இரசாயன அல்லது இயற்பியல் முறைகள் மூலம் ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறில் வைப்பது மற்றும் ஒரு புதிய ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் மெல்லிய படலத்தை உருவாக்க அடி மூலக்கூறு லட்டு கட்டமைப்பின் படி அவற்றை ஒழுங்குபடுத்தும் தொழில்நுட்பமாகும்.

2) லட்டு பொருத்தம்முக்கிய அம்சம் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் ஒழுங்குமுறை. டெபாசிட் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் அணுக்கள் தோராயமாக அடுக்கி வைக்கப்படவில்லை, ஆனால் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் உள்ள அணுக்களால் வழங்கப்பட்ட "வார்ப்புரு" வழிகாட்டுதலின் கீழ் அடி மூலக்கூறின் படிக நோக்குநிலையின் படி அமைக்கப்பட்டு, அணு-நிலை துல்லியமான நகலெடுப்பை அடைகிறது. இது எபிடாக்சியல் அடுக்கு என்பது பாலிகிரிஸ்டலின் அல்லது உருவமற்றதை விட உயர்தர ஒற்றைப் படிகமாக இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

3) கட்டுப்பாடு: சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி செயல்முறையானது வளர்ச்சி அடுக்கின் தடிமன் (நானோமீட்டர்கள் முதல் மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை), ஊக்கமருந்து வகை (N-வகை அல்லது பி-வகை) மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு ஆகியவற்றை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இது வெவ்வேறு மின் பண்புகளைக் கொண்ட பகுதிகளை ஒரே சிலிக்கான் செதில்களில் உருவாக்க அனுமதிக்கிறது, இது சிக்கலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளை உற்பத்தி செய்வதற்கு முக்கியமாகும்.

4) இடைமுக பண்புகள்: எபிடாக்சியல் அடுக்கு மற்றும் அடி மூலக்கூறு இடையே ஒரு இடைமுகம் உருவாகிறது. வெறுமனே, இந்த இடைமுகம் அணு தட்டையானது மற்றும் மாசுபாடு இல்லாதது. இருப்பினும், எபிடாக்சியல் லேயரின் செயல்திறனுக்கு இடைமுகத்தின் தரம் முக்கியமானது, மேலும் ஏதேனும் குறைபாடுகள் அல்லது மாசுகள் சாதனத்தின் இறுதி செயல்திறனைப் பாதிக்கலாம்.

Ⅱ. சிலிக்கான் எபிடாக்சியின் கோட்பாடுகள்

சிலிக்கானின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியானது, அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் சிலிக்கான் அணுக்கள் இடம்பெயர்வதற்கு சரியான ஆற்றல் மற்றும் சூழலை வழங்குவதைச் சார்ந்துள்ளது. தற்போது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பம் இரசாயன நீராவி வைப்பு (CVD) ஆகும்.

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD): சிலிக்கான் எபிடாக்ஸியை அடைவதற்கான முக்கிய முறை இதுவாகும். அதன் அடிப்படைக் கொள்கைகள்:

● முன்னோடி போக்குவரத்து: சிலிக்கான் உறுப்பு (முன்னோடி), சிலேன் (SiH4), டிக்ளோரோசிலேன் (SiH2Cl2) அல்லது ட்ரைக்ளோரோசிலேன் (SiHCl3) மற்றும் டோபண்ட் வாயு (N-வகை ஊக்கமருந்துக்கான பாஸ்பைன் PH3 மற்றும் P-வகை ஊக்கமருந்துக்கு டைபோரேன் B2H6 போன்றவை) அதிக விகிதாச்சாரத்தில் கலக்கும்.

● மேற்பரப்பு எதிர்வினை: அதிக வெப்பநிலையில் (பொதுவாக 900°C மற்றும் 1200°C வரை), இந்த வாயுக்கள் வெப்பமான சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் இரசாயன சிதைவு அல்லது எதிர்வினைக்கு உட்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, SiH4→Si(திட)+2H2(வாயு).

● மேற்பரப்பு இடம்பெயர்வு மற்றும் அணுக்கரு: சிதைவின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் சிலிக்கான் அணுக்கள் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்டு, மேற்பரப்பில் இடம்பெயர்ந்து, இறுதியில் ஒன்றிணைந்து புதிய ஒற்றை உருவாக்கத் தொடங்குவதற்கு சரியான லேட்டிஸ் தளத்தைக் கண்டறிந்தது.படிக அடுக்கு. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி சிலிக்கானின் தரம் பெரும்பாலும் இந்தப் படிநிலையின் கட்டுப்பாட்டைப் பொறுத்தது.

● அடுக்கு வளர்ச்சி: புதிதாக டெபாசிட் செய்யப்பட்ட அணு அடுக்கு, அடி மூலக்கூறின் லேட்டிஸ் அமைப்பைத் தொடர்ந்து மீண்டும் மீண்டும் செய்கிறது, அடுக்கு அடுக்காக வளர்ந்து, குறிப்பிட்ட தடிமன் கொண்ட எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

முக்கிய செயல்முறை அளவுருக்கள்: சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி செயல்முறையின் தரம் கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் முக்கிய அளவுருக்கள் பின்வருமாறு:

● வெப்பநிலை: எதிர்வினை வீதம், மேற்பரப்பு இயக்கம் மற்றும் குறைபாடு உருவாக்கம் ஆகியவற்றை பாதிக்கிறது.

● அழுத்தம்: வாயு போக்குவரத்து மற்றும் எதிர்வினை பாதையை பாதிக்கிறது.

● வாயு ஓட்டம் மற்றும் விகிதம்: வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு தீர்மானிக்கிறது.

● அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பு தூய்மை: எந்த மாசுபாடும் குறைபாடுகளின் தோற்றமாக இருக்கலாம்.

● பிற தொழில்நுட்பங்கள்: CVD முக்கிய நீரோட்டமாக இருந்தாலும், மாலிகுலர் பீம் எபிடாக்ஸி (MBE) போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் சிலிக்கான் எபிடாக்ஸிக்கு பயன்படுத்தப்படலாம், குறிப்பாக R&D அல்லது மிக அதிக துல்லியமான கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் சிறப்பு பயன்பாடுகளில்.MBE ஆனது ஒரு அதி-உயர் வெற்றிட சூழலில் சிலிக்கான் மூலங்களை நேரடியாக ஆவியாக்குகிறது, மேலும் அணு அல்லது மூலக்கூறு கற்றைகள் நேரடியாக அடி மூலக்கூறில் வளர்ச்சிக்காக திட்டமிடப்படுகின்றன.

Ⅲ. குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பத்தின் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள்

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பம் சிலிக்கான் பொருட்களின் பயன்பாட்டு வரம்பை பெரிதும் விரிவுபடுத்தியுள்ளது மற்றும் பல மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் உற்பத்தியில் இன்றியமையாத பகுதியாகும்.

● CMOS தொழில்நுட்பம்: அதிக செயல்திறன் கொண்ட லாஜிக் சில்லுகளில் (CPUகள் மற்றும் GPUகள் போன்றவை), ஒரு குறைந்த-டோப் செய்யப்பட்ட (P− அல்லது N−) எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் அடுக்கு பெரும்பாலும் அதிக அளவில் டோப் செய்யப்பட்ட (P+ அல்லது N+) அடி மூலக்கூறில் வளர்க்கப்படுகிறது. இந்த எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் வேஃபர் அமைப்பு தாழ்ப்பாள் விளைவை (லாட்ச்-அப்) திறம்பட அடக்கி, சாதனத்தின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் அடி மூலக்கூறின் குறைந்த எதிர்ப்பைப் பராமரிக்கிறது, இது தற்போதைய கடத்தல் மற்றும் வெப்பச் சிதறலுக்கு உகந்தது.

● இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்கள் (BJT) மற்றும் BiCMOS: இந்த சாதனங்களில், அடிப்படை அல்லது சேகரிப்பான் பகுதி போன்ற கட்டமைப்புகளை துல்லியமாக உருவாக்க சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் டிரான்சிஸ்டரின் ஆதாயம், வேகம் மற்றும் பிற பண்புகள் எபிடாக்சியல் லேயரின் ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் தடிமன் ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் உகந்ததாக இருக்கும்.

● பட சென்சார் (CIS): சில இமேஜ் சென்சார் பயன்பாடுகளில், எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் செதில்கள் பிக்சல்களின் மின் தனிமைப்படுத்தலை மேம்படுத்தலாம், க்ரோஸ்டாக்கைக் குறைக்கலாம் மற்றும் ஒளிமின்னழுத்த மாற்றத் திறனை மேம்படுத்தலாம். எபிடாக்சியல் அடுக்கு ஒரு தூய்மையான மற்றும் குறைவான குறைபாடுள்ள செயலில் உள்ள பகுதியை வழங்குகிறது.

● மேம்பட்ட செயல்முறை முனைகள்: சாதனத்தின் அளவு தொடர்ந்து சுருங்கி வருவதால், பொருள் பண்புகளுக்கான தேவைகள் அதிகமாகி வருகின்றன. சிலிக்கான் எபிடாக்சி தொழில்நுட்பம், செலக்டிவ் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி (SEG) உள்ளிட்ட சிலிக்கான் அல்லது சிலிக்கான் ஜெர்மானியம் (SiGe) எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் கேரியர் இயக்கத்தை மேம்படுத்தவும், டிரான்சிஸ்டர்களின் வேகத்தை அதிகரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸிக்கான கிடைமட்ட எபிடாக்சியல் சஸ்செப்டர்

Ⅳசிலிக்கான் எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பத்தின் சிக்கல்கள் மற்றும் சவால்கள்

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பம் முதிர்ந்த மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், சிலிக்கான் செயல்முறையின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியில் இன்னும் சில சவால்கள் மற்றும் சிக்கல்கள் உள்ளன:

● குறைபாடு கட்டுப்பாடு: ஸ்டாக்கிங் தவறுகள், இடப்பெயர்வுகள், ஸ்லிப் கோடுகள் போன்ற பல்வேறு படிகக் குறைபாடுகள் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது உருவாக்கப்படலாம். இந்த குறைபாடுகள் சாதனத்தின் மின் செயல்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் விளைச்சலை கடுமையாக பாதிக்கும். குறைபாடுகளைக் கட்டுப்படுத்த மிகவும் சுத்தமான சூழல், உகந்த செயல்முறை அளவுருக்கள் மற்றும் உயர்தர அடி மூலக்கூறுகள் தேவை.

● சீரான தன்மை: பெரிய அளவிலான சிலிக்கான் செதில்களில் (300 மிமீ போன்றவை) எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் மற்றும் டோப்பிங் செறிவு ஆகியவற்றின் சரியான சீரான தன்மையை அடைவது ஒரு தொடர்ச்சியான சவாலாகும். சீராக இல்லாதது ஒரே செதில்களில் சாதன செயல்திறனில் வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

● ஆட்டோடோப்பிங்: எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்பாட்டின் போது, ​​அடி மூலக்கூறில் உள்ள உயர் செறிவு டோபண்டுகள் வாயு கட்ட பரவல் அல்லது திட-நிலை பரவல் மூலம் வளரும் எபிடாக்சியல் அடுக்கில் நுழையலாம், இதனால் எபிடாக்சியல் அடுக்கு ஊக்கமருந்து செறிவு எதிர்பார்த்த மதிப்பிலிருந்து விலகலாம், குறிப்பாக எபிடாக்சியல் அடுக்கு மற்றும் அடி மூலக்கூறுக்கு இடையே உள்ள இடைமுகத்திற்கு அருகில். சிலிக்கான் எபிடாக்சி செயல்முறையில் கவனிக்கப்பட வேண்டிய சிக்கல்களில் இதுவும் ஒன்றாகும்.

● மேற்பரப்பு உருவவியல்: எபிடாக்சியல் அடுக்கின் மேற்பரப்பு மிகவும் தட்டையாக இருக்க வேண்டும், மேலும் ஏதேனும் கடினத்தன்மை அல்லது மேற்பரப்பு குறைபாடுகள் (மூட்டம் போன்றவை) லித்தோகிராபி போன்ற அடுத்தடுத்த செயல்முறைகளை பாதிக்கும்.

● செலவு: சாதாரண மெருகூட்டப்பட்ட சிலிக்கான் செதில்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் செதில்களின் உற்பத்தி கூடுதல் செயல்முறை படிகள் மற்றும் உபகரண முதலீட்டைச் சேர்க்கிறது, இதன் விளைவாக அதிக செலவுகள் ஏற்படும்.

● தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எபிடாக்ஸியின் சவால்கள்: மேம்பட்ட செயல்முறைகளில், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி (குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் மட்டும் வளர்ச்சி) வளர்ச்சி விகிதத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது, பக்கவாட்டு வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துவது போன்ற செயல்முறைக் கட்டுப்பாட்டில் அதிக கோரிக்கைகளை வைக்கிறது.

Ⅴ.முடிவுரை

ஒரு முக்கிய குறைக்கடத்தி பொருள் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம், முக்கிய அம்சம்சிலிக்கான் எபிடாக்ஸிஒற்றை-படிக சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுகளில் குறிப்பிட்ட மின் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளுடன் உயர்தர ஒற்றை-படிக எபிடாக்சியல் சிலிக்கான் அடுக்குகளை துல்லியமாக வளர்க்கும் திறன் ஆகும். சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி செயல்பாட்டில் வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் காற்றோட்டம் போன்ற அளவுருக்களின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டின் மூலம், அடுக்கு தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து விநியோகம் CMOS, சக்தி சாதனங்கள் மற்றும் சென்சார்கள் போன்ற பல்வேறு குறைக்கடத்தி பயன்பாடுகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய தனிப்பயனாக்கலாம்.

சிலிக்கானின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியானது குறைபாடு கட்டுப்பாடு, சீரான தன்மை, சுய ஊக்கமருந்து மற்றும் செலவு போன்ற சவால்களை எதிர்கொண்டாலும், தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்துடன், சிலிக்கான் எபிடாக்ஸியானது செயல்திறன் மேம்பாடு மற்றும் செமிகண்டக்டர் சாதனங்களின் செயல்பாட்டு கண்டுபிடிப்புகளை மேம்படுத்துவதற்கான முக்கிய உந்து சக்திகளில் ஒன்றாகும்.