സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റും എപ്പിടാക്‌സിയും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്താണ്?

വേഫർ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, രണ്ട് പ്രധാന ലിങ്കുകളുണ്ട്: ഒന്ന് അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ തയ്യാറെടുപ്പാണ്, മറ്റൊന്ന് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയുടെ നടപ്പാക്കലാണ്. അർദ്ധചാലക സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലിൽ നിന്ന് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം തയ്യാറാക്കിയ ഒരു വേഫർ, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാനമായി നേരിട്ട് വേഫർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുത്താം, അല്ലെങ്കിൽ അത് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയകളിലൂടെ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താം.

അപ്പോൾ, എന്താണ് സൂചന? ചുരുക്കത്തിൽ, എപ്പിറ്റാക്സി എന്നത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ അടിവസ്ത്രത്തിൽ ഒരു പുതിയ പാളിയുടെ വളർച്ചയാണ്, അത് നന്നായി പ്രോസസ്സ് ചെയ്തു (കട്ടിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ്, പോളിഷിംഗ് മുതലായവ). ഈ പുതിയ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ലെയറും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റും ഒരേ മെറ്റീരിയലോ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളോ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാം, അങ്ങനെ ആവശ്യാനുസരണം ഏകതാനമായ അല്ലെങ്കിൽ ഹെറ്ററോപിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. പുതുതായി വളർന്ന ഏക ക്രിസ്റ്റൽ പാളി അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘട്ടം അനുസരിച്ച് വികസിക്കും എന്നതിനാൽ അതിനെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇതിൻ്റെ കനം പൊതുവെ ഏതാനും മൈക്രോണുകൾ മാത്രമാണ്. സിലിക്കൺ ഒരു ഉദാഹരണമായി എടുത്താൽ, സിലിക്കൺ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച എന്നത് ഒരു പ്രത്യേക ക്രിസ്റ്റൽ ഓറിയൻ്റേഷനുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ അതേ ക്രിസ്റ്റൽ ഓറിയൻ്റേഷൻ, നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന പ്രതിരോധശേഷി, കനം എന്നിവയുള്ള സിലിക്കണിൻ്റെ ഒരു പാളി വളർത്തുന്നതാണ്. തികഞ്ഞ ലാറ്റിസ് ഘടനയുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പാളി. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി അടിവസ്ത്രത്തിൽ വളരുമ്പോൾ, മുഴുവനായും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിന്, സിലിക്കൺ വേഫറുകളിൽ നേരിട്ട് ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി, ഹൈ-പവർ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ചില സാങ്കേതിക ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ നേരിടേണ്ടിവരും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ്, ചെറിയ സീരീസ് പ്രതിരോധം, കളക്ടർ ഏരിയയിലെ ചെറിയ സാച്ചുറേഷൻ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതകൾ നേടാൻ പ്രയാസമാണ്. എപ്പിറ്റാക്സി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആമുഖം ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ സമർത്ഥമായി പരിഹരിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള എപ്പിടാക്‌സിയൽ പാളി വളർത്തുക, തുടർന്ന് ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയറിൽ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുക എന്നതാണ് പരിഹാരം. ഈ രീതിയിൽ, ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയർ ഉപകരണത്തിന് ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് നൽകുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുന്നു, അതുവഴി സാച്ചുറേഷൻ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് കുറയുന്നു, അതുവഴി ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജും പ്രതിരോധവും തമ്മിലുള്ള ചെറിയ ബാലൻസും കൈവരിക്കുന്നു. ചെറിയ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ്.

കൂടാതെ, നീരാവി ഘട്ടം എപ്പിറ്റാക്സി, GaA കളുടെ ലിക്വിഡ് ഫേസ് എപ്പിറ്റാക്സി, മറ്റ് III-V, II-VI, മറ്റ് മോളിക്യുലർ സംയുക്ത അർദ്ധചാലക പദാർത്ഥങ്ങൾ തുടങ്ങിയ എപ്പിറ്റാക്സി സാങ്കേതികവിദ്യകളും വളരെയധികം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ മിക്ക മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങൾ, ഒപ്റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, പവർ എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഉപകരണങ്ങൾ. ഉൽപ്പാദനത്തിനുള്ള ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത പ്രക്രിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ, പ്രത്യേകിച്ച് മോളിക്യുലാർ ബീം, ലോഹ-ഓർഗാനിക് നീരാവി ഘട്ടം എപ്പിറ്റാക്സി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വിജയകരമായ പ്രയോഗം നേർത്ത പാളികൾ, സൂപ്പർലാറ്റിസുകൾ, ക്വാണ്ടം കിണറുകൾ, സ്ട്രെയിൻഡ് സൂപ്പർലാറ്റിസുകൾ, ആറ്റോമിക്-ലെവൽ നേർത്ത പാളി എപ്പിറ്റാക്സി എന്നിവ അർദ്ധചാലക ഗവേഷണത്തിൻ്റെ ഒരു പുതിയ മേഖലയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. "എനർജി ബെൽറ്റ് പ്രോജക്ടിൻ്റെ" വികസനം ശക്തമായ അടിത്തറയിട്ടു.

മൂന്നാം തലമുറയിലെ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അത്തരം മിക്കവാറും എല്ലാ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളും എപിറ്റാക്സിയൽ ലെയറിലാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വേഫർ തന്നെ അടിവസ്ത്രമായി മാത്രമേ പ്രവർത്തിക്കൂ. SiC എപിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ കനം, പശ്ചാത്തല കാരിയർ കോൺസൺട്രേഷൻ, മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവ SiC ഉപകരണങ്ങളുടെ വിവിധ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങൾ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെ കനം, പശ്ചാത്തല കാരിയർ കോൺസൺട്രേഷൻ തുടങ്ങിയ പാരാമീറ്ററുകൾക്കായി പുതിയ ആവശ്യകതകൾ മുന്നോട്ട് വയ്ക്കുന്നു. അതിനാൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനം പൂർണ്ണമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നതിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ സാങ്കേതികവിദ്യ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ SiC പവർ ഉപകരണങ്ങളും തയ്യാറാക്കുന്നത് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. വിശാലമായ ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമാണ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികളുടെ ഉത്പാദനം.