એપિટાક્સી શું છે?

મોટાભાગના એન્જિનિયરો તેનાથી અજાણ છેએપિટાક્સી, જે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ ઉત્પાદનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.એપિટાક્સીવિવિધ ચિપ ઉત્પાદનોમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને વિવિધ ઉત્પાદનોમાં વિવિધ પ્રકારની એપિટાક્સી હોય છે, જેમાં સમાવેશ થાય છેસી એપિટાક્સી, SiC એપિટાક્સી, GaN એપિટાક્સી, વગેરે

એપિટાક્સી શું છે?
Epitaxy ને ઘણી વાર અંગ્રેજીમાં "Epitaxy" કહે છે. આ શબ્દ ગ્રીક શબ્દો "એપી" (જેનો અર્થ "ઉપર") અને "ટેક્સીસ" (અર્થાત્ "વ્યવસ્થા") પરથી આવ્યો છે. નામ સૂચવે છે તેમ, તેનો અર્થ એ છે કે ઑબ્જેક્ટની ટોચ પર સરસ રીતે ગોઠવવું. એપિટાક્સી પ્રક્રિયા એક જ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર પાતળા સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્તરને જમા કરવાની છે. આ નવા જમા થયેલ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્તરને એપિટેક્સિયલ સ્તર કહેવામાં આવે છે.

એપિટાક્સીના બે મુખ્ય પ્રકારો છે: હોમોપીટેક્સિયલ અને હેટરોએપિટેક્સિયલ. હોમોપીટેક્સિયલ એ સમાન સામગ્રીને સમાન પ્રકારના સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવાનો સંદર્ભ આપે છે. એપિટેક્સિયલ લેયર અને સબસ્ટ્રેટ બરાબર સમાન જાળીનું માળખું ધરાવે છે. હેટરોપીટેક્સી એ એક સામગ્રીના સબસ્ટ્રેટ પર બીજી સામગ્રીની વૃદ્ધિ છે. આ કિસ્સામાં, એપિટાક્સિલી ઉગાડવામાં આવેલા સ્ફટિક સ્તર અને સબસ્ટ્રેટની જાળીનું માળખું અલગ હોઈ શકે છે. સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ અને પોલીક્રિસ્ટલ શું છે?
સેમિકન્ડક્ટર્સમાં, આપણે ઘણીવાર સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન અને પોલિક્રિસ્ટલ સિલિકોન શબ્દો સાંભળીએ છીએ. શા માટે કેટલાક સિલિકોનને સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ અને કેટલાક સિલિકોનને પોલિક્રિસ્ટલાઇન કહેવામાં આવે છે?

સિંગલ ક્રિસ્ટલ: જાળીની ગોઠવણી સતત અને અપરિવર્તિત હોય છે, અનાજની સીમાઓ વિના, એટલે કે, સમગ્ર સ્ફટિક સતત ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન સાથે એક જ જાળીથી બનેલું હોય છે. પોલીક્રિસ્ટલાઈન: પોલીક્રિસ્ટલાઈન ઘણા નાના અનાજથી બનેલું છે, જેમાંથી દરેક એક જ સ્ફટિક છે, અને તેમની દિશા એકબીજાના સંદર્ભમાં રેન્ડમ છે. આ અનાજને અનાજની સીમાઓ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. પોલીક્રિસ્ટલાઇન સામગ્રીની ઉત્પાદન કિંમત સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ કરતા ઓછી છે, તેથી તે હજુ પણ કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં ઉપયોગી છે. એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા ક્યાં સામેલ હશે?
સિલિકોન-આધારિત સંકલિત સર્કિટના ઉત્પાદનમાં, એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન એપિટાક્સીનો ઉપયોગ સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર શુદ્ધ અને બારીક નિયંત્રિત સિલિકોન સ્તરને ઉગાડવા માટે થાય છે, જે અદ્યતન સંકલિત સર્કિટના ઉત્પાદન માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, પાવર ઉપકરણોમાં, SiC અને GaN એ ઉત્તમ પાવર હેન્ડલિંગ ક્ષમતાઓ સાથે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી વિશાળ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. આ સામગ્રીઓ સામાન્ય રીતે એપિટેક્સી દ્વારા સિલિકોન અથવા અન્ય સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે. ક્વોન્ટમ કોમ્યુનિકેશનમાં, સેમિકન્ડક્ટર-આધારિત ક્વોન્ટમ બિટ્સ સામાન્ય રીતે સિલિકોન જર્મેનિયમ એપિટેક્સિયલ સ્ટ્રક્ચર્સનો ઉપયોગ કરે છે. વગેરે.

એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિની પદ્ધતિઓ?

ત્રણ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સેમિકન્ડક્ટર એપિટેક્સી પદ્ધતિઓ:

મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (MBE): મોલેક્યુલર બીમ એપિટાક્સી) એ અલ્ટ્રા-હાઈ વેક્યૂમ શરતો હેઠળ કરવામાં આવતી સેમિકન્ડક્ટર એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ ટેક્નોલોજી છે. આ તકનીકમાં, સ્ત્રોત સામગ્રીને અણુઓ અથવા મોલેક્યુલર બીમના સ્વરૂપમાં બાષ્પીભવન કરવામાં આવે છે અને પછી સ્ફટિકીય સબસ્ટ્રેટ પર જમા કરવામાં આવે છે. MBE એ ખૂબ જ સચોટ અને નિયંત્રણક્ષમ સેમિકન્ડક્ટર પાતળી ફિલ્મ વૃદ્ધિ તકનીક છે જે અણુ સ્તર પર જમા સામગ્રીની જાડાઈને ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરી શકે છે.

મેટલ ઓર્ગેનિક CVD (MOCVD): MOCVD પ્રક્રિયામાં, જરૂરી તત્વો ધરાવતી કાર્બનિક ધાતુઓ અને હાઇડ્રાઈડ વાયુઓ સબસ્ટ્રેટને યોગ્ય તાપમાને પૂરા પાડવામાં આવે છે, અને જરૂરી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને સબસ્ટ્રેટ પર જમા થાય છે, જ્યારે બાકીના સંયોજનો અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો વિસર્જિત કરવામાં આવે છે.

વેપર ફેઝ એપિટેક્સી (VPE): વેપર ફેઝ એપિટેક્સી એ એક મહત્વપૂર્ણ ટેક્નોલોજી છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં થાય છે. તેનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત એક પદાર્થ અથવા સંયોજનની વરાળને વાહક ગેસમાં પરિવહન કરવાનો છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સબસ્ટ્રેટ પર સ્ફટિકો જમા કરાવવાનો છે.