એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ શું છે?

એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ એ એવી તકનીક છે જે એક જ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ (સબસ્ટ્રેટ) પર એક જ ક્રિસ્ટલ સ્તરને સબસ્ટ્રેટ જેવા જ ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન સાથે ઉગાડે છે, જાણે કે મૂળ સ્ફટિક બહારની તરફ વિસ્તરે છે. આ નવા ઉગાડવામાં આવેલા સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્તર વાહકતા પ્રકાર, પ્રતિકારકતા, વગેરેની દ્રષ્ટિએ સબસ્ટ્રેટથી અલગ હોઈ શકે છે, અને વિવિધ જાડાઈ અને વિવિધ આવશ્યકતાઓ સાથે મલ્ટિ-લેયર સિંગલ ક્રિસ્ટલ ઉગાડી શકે છે, આમ ઉપકરણ ડિઝાઇન અને ઉપકરણ પ્રદર્શનની લવચીકતામાં ઘણો સુધારો કરે છે. વધુમાં, પીએન જંકશન આઈસોલેશન ટેક્નોલોજીમાં ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટમાં અને મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સમાં સામગ્રીની ગુણવત્તા સુધારવામાં પણ એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

એપિટાક્સીનું વર્ગીકરણ મુખ્યત્વે સબસ્ટ્રેટ અને એપિટેક્સિયલ સ્તરની વિવિધ રાસાયણિક રચનાઓ અને વિવિધ વૃદ્ધિ પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે.
વિવિધ રાસાયણિક રચનાઓ અનુસાર, એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1. હોમોપીટેક્સિયલ: આ કિસ્સામાં, એપિટેક્સિયલ સ્તર સબસ્ટ્રેટ જેવી જ રાસાયણિક રચના ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન એપિટેક્સિયલ સ્તરો સીધા સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે.

2. હેટેરોએપીટેક્સી: અહીં, એપિટેક્સિયલ સ્તરની રાસાયણિક રચના સબસ્ટ્રેટ કરતા અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, નીલમ સબસ્ટ્રેટ પર ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ એપિટેક્સિયલ સ્તર ઉગાડવામાં આવે છે.

વિવિધ વૃદ્ધિ પદ્ધતિઓ અનુસાર, એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ તકનીકને પણ વિવિધ પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1. મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (MBE): સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર સિંગલ ક્રિસ્ટલ પાતળી ફિલ્મો ઉગાડવા માટેની આ એક ટેક્નોલોજી છે, જે અલ્ટ્રા-હાઈ વેક્યૂમમાં મોલેક્યુલર બીમ ફ્લો રેટ અને બીમની ઘનતાને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.

2. મેટલ-ઓર્ગેનિક કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (MOCVD): આ ટેક્નોલોજી ધાતુ-કાર્બનિક સંયોજનો અને ગેસ-ફેઝ રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને જરૂરી પાતળી ફિલ્મ સામગ્રી બનાવવા માટે ઊંચા તાપમાને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કરે છે. તે સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણોની તૈયારીમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન ધરાવે છે.

3. લિક્વિડ ફેઝ એપિટેક્સી (LPE): સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટમાં લિક્વિડ મટિરિયલ ઉમેરીને અને ચોક્કસ તાપમાને હીટ ટ્રીટમેન્ટ કરીને, લિક્વિડ મટિરિયલ સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મ બનાવવા માટે સ્ફટિકીકરણ કરે છે. આ ટેક્નોલોજી દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલી ફિલ્મો સબસ્ટ્રેટ સાથે જાળી સાથે મેળ ખાતી હોય છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણો તૈયાર કરવા માટે થાય છે.

4. વરાળ તબક્કો એપિટેક્સી (VPE): જરૂરી પાતળી ફિલ્મ સામગ્રી બનાવવા માટે ઊંચા તાપમાને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કરવા માટે વાયુયુક્ત પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટેક્નોલોજી મોટા વિસ્તારની, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મો તૈયાર કરવા માટે યોગ્ય છે અને ખાસ કરીને કમ્પાઉન્ડ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણોની તૈયારીમાં ઉત્કૃષ્ટ છે.

5. કેમિકલ બીમ એપિટેક્સી (CBE): આ ટેક્નોલોજી સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મો ઉગાડવા માટે રાસાયણિક બીમનો ઉપયોગ કરે છે, જે રાસાયણિક બીમના પ્રવાહ દર અને બીમની ઘનતાને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સિંગલ ક્રિસ્ટલ પાતળી ફિલ્મોની તૈયારીમાં તે વિશાળ એપ્લિકેશન ધરાવે છે.

6. એટોમિક લેયર એપિટેક્સી (ALE): એટોમિક લેયર ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, જરૂરી પાતળી ફિલ્મ સામગ્રી એક જ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર સ્તર દ્વારા જમા કરવામાં આવે છે. આ ટેક્નોલોજી મોટા વિસ્તારની, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મો તૈયાર કરી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણો તૈયાર કરવા માટે થાય છે.

7. હોટ વોલ એપિટેક્સી (HWE): ઉચ્ચ-તાપમાન ગરમી દ્વારા, એક જ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મ બનાવવા માટે એક જ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર ગેસિયસ રિએક્ટન્ટ જમા થાય છે. આ ટેક્નોલોજી મોટા-એરિયા, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મો તૈયાર કરવા માટે પણ યોગ્ય છે અને ખાસ કરીને કમ્પાઉન્ડ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણોની તૈયારીમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે.