ನಾವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯನ್ನು ಏಕೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ?

ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ಉದ್ಯಮ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ, ತಲಾಧಾರಗಳು ಮತ್ತುಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ಪದರಗಳು. ನ ಮಹತ್ವವೇನುಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ಪದರ? ತಲಾಧಾರ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?

ತಲಾಧಾರವು ಎವೇಫರ್ಅರೆವಾಹಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ತಲಾಧಾರವು ನೇರವಾಗಿ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದುವೇಫರ್ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಉತ್ಪಾದನಾ ಲಿಂಕ್, ಅಥವಾ ಅದನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಬಹುದುಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ತಲಾಧಾರವು ಕೆಳಭಾಗವಾಗಿದೆವೇಫರ್(ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಿ, ನೀವು ಒಂದರ ನಂತರ ಒಂದರಂತೆ ಸಾಯಬಹುದು, ತದನಂತರ ಅದನ್ನು ಪೌರಾಣಿಕ ಚಿಪ್ ಆಗಲು ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಮಾಡಬಹುದು) (ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಚಿಪ್‌ನ ಕೆಳಭಾಗವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಿಂಭಾಗದ ಚಿನ್ನದ ಪದರದಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು "ನೆಲ" ಸಂಪರ್ಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ), ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಬೆಂಬಲ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬೇಸ್ (ಚಿಪ್ನಲ್ಲಿನ ಗಗನಚುಂಬಿ ಕಟ್ಟಡವನ್ನು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ).

ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಎನ್ನುವುದು ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕದ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೊಸ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಬೆಳೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಕತ್ತರಿಸುವುದು, ರುಬ್ಬುವುದು, ಹೊಳಪು ಮಾಡುವುದು ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಮೂಲಕ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊಸ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕವು ತಲಾಧಾರದಂತೆಯೇ ಅದೇ ವಸ್ತುವಾಗಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಬೇರೆ ವಸ್ತುವಾಗಿರಬಹುದು. (ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಅಥವಾ ಹೆಟೆರೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್).
ಹೊಸದಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಪದರವು ತಲಾಧಾರದ ಸ್ಫಟಿಕ ಹಂತದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಬೆಳೆಯುವುದರಿಂದ, ಇದನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳ ದಪ್ಪ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಅರ್ಥವು ಉತ್ತಮ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ರಚನೆ ಸಮಗ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಫಟಿಕದ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಯುವುದು. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಫಟಿಕ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ = ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ + ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್). ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಮೇಲೆ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿಯನ್ನು ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಹೆಟೆರೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿ ಎಂದರೆ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅದೇ ವಸ್ತುವಿನ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸುವುದು. ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿಯ ಮಹತ್ವವೇನು? - ಉತ್ಪನ್ನದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ. ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿಯು ತಲಾಧಾರದಂತೆಯೇ ಅದೇ ವಸ್ತುವಿನ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ವಸ್ತುವು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೂ, ಇದು ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ವಸ್ತು ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಪಾಲಿಶಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡಿದ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಾಲಿಟಿಯಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ತಲಾಧಾರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಸಮತಲತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುಚಿತ್ವ, ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಕಣಗಳು, ಪೇರಿಸುವ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್‌ಗಳಂತಹ ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಉತ್ಪನ್ನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ಉತ್ಪನ್ನದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಖಾತ್ರಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಪದರವನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಮಾಡುವ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೇನು? CMOS ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವೇಫರ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ (EPI, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್) ಬಹಳ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತವಾಗಿದೆ.
1. ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ
ಆರಂಭಿಕ ತಲಾಧಾರ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಕಲ್ಮಶಗಳು: ವೇಫರ್ ತಲಾಧಾರವು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ, ಕಡಿಮೆ-ದೋಷ ಮತ್ತು ಅಶುದ್ಧತೆ-ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪದರವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ನಂತರದ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಏಕರೂಪದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆ: ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಏಕರೂಪದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ವೇಫರ್‌ನ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
2. ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ
ಸಾಧನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಆಪ್ಟಿಮೈಜ್ ಮಾಡಿ: ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಾಧನದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು MOSFET ನ ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಸರಿಹೊಂದಿಸಬಹುದು. ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ: ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರಗಳು ಕಡಿಮೆ ದೋಷದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಾಧನದಲ್ಲಿನ ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
3. ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಿ
ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವುದು: ಸಣ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನೋಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ 7nm, 5nm), ಸಾಧನದ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯದ ಗಾತ್ರವು ಕುಗ್ಗುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚು ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ವಸ್ತುಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಈ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ: ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೊಂದಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಸಾಧನದ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷಿತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.
4. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮತ್ತು ಬಹು-ಪದರದ ರಚನೆ
ಬಹು-ಪದರದ ರಚನೆ: ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಬಹು-ಪದರದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಪದರಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕಾರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು. ಸಂಕೀರ್ಣ CMOS ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಇದು ತುಂಬಾ ಸಹಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಹೊಂದಾಣಿಕೆ: ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ CMOS ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಾಲುಗಳನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸದೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು.