د اپیټیکسیل طبقې څنګه د نیمه سیمیکمډکټر وسیلو سره مرسته کوي؟

د اپیتیکسیل ویفر نوم اصل

لومړی، راځئ چې یو کوچنی مفهوم مشهور کړو: د ویفر چمتو کول دوه لویې اړیکې لري: د سبسټریټ چمتو کول او د اپیټیکسیل پروسه. سبسټریټ د سیمیکمډکټر واحد کرسټال موادو څخه جوړ شوی ویفر دی. سبسټریټ کولی شي په مستقیم ډول د ویفر تولید پروسې ته ننوځي ترڅو سیمیکمډکټر وسایل تولید کړي، یا دا د ایپیټیکسیل پروسو لخوا پروسس کیدی شي ترڅو د ایپیټیکسیل ویفرونه تولید کړي. ایپیټیکسي د واحد کرسټال سبسټریټ باندې د واحد کرسټال نوې طبقې وده کولو پروسې ته اشاره کوي چې په احتیاط سره د پرې کولو، پیس کولو، پالش کولو او نورو لخوا پروسس شوی وي. نوی واحد کرسټال کولی شي د سبسټریټ په څیر ورته مواد وي، یا دا کیدی شي یو مختلف مواد (همجنس) ایپیټیکسي یا هیټرو ایپیټیکسي وي). ځکه چې نوی واحد کرسټال طبقه د سبسټریټ د کرسټال مرحلې سره سم غځیږي او وده کوي، دا د اپیټیکسیل طبقه بلل کیږي (ضخامت معمولا یو څو مایکرون وي، د مثال په توګه سیلیکون اخیستل: د سیلیکون ایپیټیکسیل ودې معنی د سیلیکون واحد کرسټال سبسټریټ باندې ده چې یو ټاکلی کرسټال سمت لري. د کرسټال یوه طبقه چې د ښه جالی جوړښت بشپړتیا او مختلف مقاومت او ضخامت لري د ورته کرسټال سمت سره لکه څنګه چې سبسټریټ وده کوي)، او د اپیټیکسیل طبقه سره سبسټریټ د اپیټیکسیل ویفر په نوم یادیږي (ایپیټیکسیل ویفر = ایپیټیکسیل طبقه + سبسټریټ). کله چې وسیله د اپیټیکسیل طبقه باندې جوړه شي، دا مثبت اپیټیکسي بلل کیږي. که چیرې وسیله په سبسټریټ باندې جوړه شي، نو دا ریورس ایپیټیکسي بلل کیږي. پدې وخت کې، اپیټیکسیل طبقه یوازې د ملاتړ رول لوبوي.

پالش شوی ویفر

د اپیتیکسیل ودې میتودونه

مالیکولر بیم ایپیټیکسي (MBE): دا د نیمه نیمه نیمه نیمه نمونې ودې ټیکنالوژي ده چې د خورا لوړ خلا شرایطو لاندې ترسره کیږي. پدې تخنیک کې، سرچینه مواد د اتومونو یا مالیکولونو د بیم په بڼه تبخیر کیږي او بیا په کرسټالین سبسټریټ کې زیرمه کیږي. MBE یو ډیر دقیق او کنټرول کیدونکی نیمه نیمه فلم وده ټیکنالوژي ده چې کولی شي په سمه توګه د اټومي کچې کې د زیرمه شوي موادو ضخامت کنټرول کړي.
د فلزي عضوي CVD (MOCVD): د MOCVD په پروسه کې، عضوي فلزات او هایډرایډ ګاز N ګاز چې اړین عناصر لري په مناسبه تودوخه کې سبسټریټ ته ورکول کیږي، د اړین سیمیکمډکټر موادو تولید لپاره کیمیاوي تعامل څخه تیریږي، او په سبسټریټ کې زیرمه کیږي، پداسې حال کې چې پاتې مرکبات او د عکس العمل محصولات خارج کیږي.
د بخار مرحله اپیتیکسي (VPE): د بخار مرحله اپیتیکسي یوه مهمه ټیکنالوژي ده چې معمولا د سیمیکمډکټر وسیلو په تولید کې کارول کیږي. اساسي اصل دا دی چې د عنصري موادو یا مرکباتو بخار په بار وړونکي ګاز کې انتقال شي، او د کیمیاوي تعاملاتو له لارې په سبسټریټ کې کرسټالونه زیرمه شي.

د اپیتیکسي پروسه کومې ستونزې حل کوي؟

یوازې د واحد کرسټال موادو لوی مقدار د مختلفو سیمیکمډکټر وسیلو د جوړولو مخ په زیاتیدونکي اړتیاوې نشي پوره کولی. له همدې امله، د اپیټیکسیل وده، د یو پتلی طبقه واحد کرسټال موادو د ودې ټیکنالوژي، د 1959 په پای کې رامینځته شوه. نو د اپیټیکسي ټیکنالوژي د موادو پرمختګ کې کومه ځانګړې ونډه لري؟

د سیلیکون لپاره، کله چې د سیلیکون اپیټیکسیل ودې ټیکنالوژي پیل شوه، دا د سیلیکون لوړ فریکونسۍ او لوړ ځواک ټرانزیسټرونو تولید لپاره واقعیا یو ستونزمن وخت و. د ټرانزیسټر اصولو له نظره، د لوړ فریکونسۍ او لوړ ځواک ترلاسه کولو لپاره، د راټولونکي ساحې د ماتیدو ولټاژ باید لوړ وي او د لړۍ مقاومت باید کوچنی وي، دا دی، د سنتریت ولټاژ ډراپ باید کوچنی وي. لومړی اړتیا لري چې د راټولولو په ساحه کې د موادو مقاومت لوړ وي، پداسې حال کې چې وروستی اړتیا لري چې د راټولولو په ساحه کې د موادو مقاومت باید ټیټ وي. دواړه ولایتونه یو بل سره متضاد دي. که چیرې د راټولونکي ساحې کې د موادو ضخامت د لړۍ مقاومت کمولو لپاره کم شي، نو د سیلیکون ویفر به ډیر پتلی او نازک وي چې پروسس نشي. که چیرې د موادو مقاومت کم شي، نو دا به د لومړۍ اړتیا سره په ټکر کې وي. په هرصورت، د ایپیټیکسیل ټیکنالوژۍ پراختیا بریالۍ شوې ده. دا ستونزه حل کړه.

حل: په خورا ټیټ مقاومت لرونکي سبسټریټ باندې د لوړ مقاومت لرونکي ایپیټیکسیل طبقه وده وکړئ، او وسیله په ایپیټیکسیل طبقه کې جوړه کړئ. دا لوړ مقاومت لرونکي ایپیټیکسیل طبقه ډاډ ورکوي چې ټیوب لوړ ماتیدونکی ولټاژ لري، پداسې حال کې چې د ټیټ مقاومت لرونکي سبسټریټ دا د سبسټریټ مقاومت هم کموي، په دې توګه د سنتریت ولټاژ کمښت کموي، په دې توګه د دواړو ترمنځ تضاد حل کوي.

برسېره پردې، د اپیتیکسي ټیکنالوژۍ لکه د بخار مرحله ایپیتیکسي او د GaAs او نورو III-V، II-VI او نورو مالیکولر مرکب سیمیکمډکټر موادو مایع فیز ایپیتیکسي هم خورا وده کړې او د ډیری مایکروویو وسیلو، آپټو الیکترونیکي وسیلو، بریښنا لپاره اساس ګرځیدلی. دا د وسیلو تولید لپاره یو لازمي پروسې ټیکنالوژي ده، په ځانګړي توګه د مالیکولر بیم او فلزي عضوي بخار مرحله ایپیتیکسي ټیکنالوژۍ په پتلو طبقو، سوپرلاټیسس، کوانټم څاګانو، فشار شوي سوپرلاټیسس، او اټومي کچې پتلي پرت ایپیتیکسي کې بریالي غوښتنلیک، کوم چې د سیمیکمډکټر څیړنې کې یو نوی ګام دی. په ساحه کې د "انرژۍ بیلټ انجینرۍ" پراختیا یو قوي بنسټ ایښی دی.

په عملي غوښتنلیکونو کې، د پراخ بینډ ګیپ سیمیکمډکټر وسایل تقریبا تل د ایپیټیکسیل طبقې په سر کې جوړیږي، او د سیلیکون کاربایډ ویفر پخپله یوازې د سبسټریټ په توګه کار کوي. له همدې امله، د ایپیټیکسیل طبقې کنټرول د پراخه بینډ ګیپ سیمیکمډکټر صنعت یوه مهمه برخه ده.

د اپیټکسی ټیکنالوژۍ کې ۷ لوی مهارتونه

۱. لوړ (ټیټ) مقاومت لرونکي اپیتیکسیل طبقې په ټیټ (لوړ) مقاومت لرونکي سبسټریټ کې په اپیتیکسیل ډول کرل کیدی شي.
۲. د N (P) ډوله اپیتیکسیل طبقه په اپیتیکسي ډول د P (N) ډوله سبسټریټ کې وده کولی شي ترڅو مستقیم PN جنکشن جوړ کړي. کله چې د واحد کرسټال سبسټریټ کې د PN جنکشن جوړولو لپاره د خپریدو میتود کارول کیږي نو د جبران کومه ستونزه شتون نلري.
۳. د ماسک ټیکنالوژۍ سره یوځای، انتخابي اپیتیکسیل وده په ټاکل شویو سیمو کې ترسره کیږي، چې د ځانګړو جوړښتونو سره د مدغم سرکټونو او وسیلو تولید لپاره شرایط رامینځته کوي.
۴. د ډوپینګ ډول او غلظت د ایپیټیکسیل ودې پروسې په جریان کې د اړتیاو سره سم بدلیدلی شي. د غلظت بدلون ناڅاپي بدلون یا ورو بدلون کیدی شي.
۵. دا کولی شي متفاوت، څو پوړیز، څو اجزاو مرکبات او خورا پتلي طبقې د متغیر اجزاو سره وده وکړي.
۶. د اپیتیکسیل وده د موادو د ویلې کیدو نقطې څخه ټیټ حرارت کې ترسره کیدی شي، د ودې کچه د کنټرول وړ ده، او د اټومي کچې ضخامت اپیتیکسیل وده ترلاسه کیدی شي.
7. دا کولی شي واحد کرسټال مواد وده وکړي چې نشي ایستل کیدی، لکه GaN، د دریم او څلور اړخیز مرکباتو واحد کرسټال طبقې، او داسې نور.