রাসায়নিক বাষ্প জমা

এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ, যা প্রায়শই এপিট্যাক্সি নামেও পরিচিত, সেমিকন্ডাক্টর উপাদান এবং ডিভাইস তৈরির অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ একটি প্রক্রিয়া। তথাকথিত এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ হলো নির্দিষ্ট শর্তাধীনে একক-স্ফটিক সাবস্ট্রেটের উপর একটি একক-স্ফটিক ফিল্মের স্তর বৃদ্ধির প্রক্রিয়া। এই একক-স্ফটিক ফিল্মের বৃদ্ধিকে এপিট্যাক্সিয়াল লেয়ার বলা হয়। এপিট্যাক্সিয়াল প্রযুক্তির উদ্ভব ঘটে ১৯৬০-এর দশকের গোড়ার দিকে সিলিকন একক-স্ফটিক পাতলা ফিল্ম গবেষণার উপর ভিত্তি করে এবং এর বিকাশের ফলে প্রায় অর্ধ শতাব্দী ধরে মানুষ নির্দিষ্ট শর্তাধীনে বিভিন্ন ধরণের সেমিকন্ডাক্টর ফিল্মের এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ বাস্তবায়ন করতে সক্ষম হয়েছে। এপিট্যাক্সিয়াল প্রযুক্তি সেমিকন্ডাক্টর ডিসক্রিট কম্পোনেন্ট এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের অনেক সমস্যার সমাধান করেছে এবং ডিভাইসের কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করেছে। এপিট্যাক্সিয়াল ফিল্ম তার পুরুত্ব এবং ডোপিং বৈশিষ্ট্য আরও নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, এই বৈশিষ্ট্যটি সেমিকন্ডাক্টর ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের দ্রুত বিকাশকে আরও নিখুঁত পর্যায়ে নিয়ে গেছে। সিলিকন একক-স্ফটিককে স্লাইসিং, গ্রাইন্ডিং, পলিশিং এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াকরণ কৌশলের মাধ্যমে পালিশ করা শিটে পরিণত করা হয়, যার উপর ডিসক্রিট কম্পোনেন্ট এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট তৈরি করা যায়। কিন্তু অনেক ক্ষেত্রে এই মসৃণ শিটটি শুধুমাত্র সাবস্ট্রেটের জন্য একটি যান্ত্রিক সাপোর্ট হিসেবে কাজ করে, যেখানে প্রথমে উপযুক্ত পরিবাহিতা ও রোধাঙ্কের একটি একক-স্ফটিক ফিল্মের স্তর তৈরি করা প্রয়োজন হয়, এবং তারপর সেই একক-স্ফটিক ফিল্মের মধ্যেই ডিসক্রিট কম্পোনেন্ট বা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট তৈরি করা হয়। এই পদ্ধতিটি, উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন হাই-ফ্রিকোয়েন্সি হাই-পাওয়ার ট্রানজিস্টর উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়, যা ব্রেকডাউন ভোল্টেজ এবং সিরিজ রেজিস্ট্যান্সের মধ্যকার দ্বন্দ্বের সমাধান করে। ট্রানজিস্টরের কালেক্টরের জন্য একটি উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ প্রয়োজন, যা সিলিকন ওয়েফারের পিএন জংশনের রোধাঙ্ক দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য উচ্চ রোধাঙ্কের উপাদানের প্রয়োজন হয়। এক্ষেত্রে, উচ্চ মাত্রায় ডোপ করা এন-টাইপ নিম্ন-রোধাঙ্কের উপাদানের উপর কয়েক থেকে কয়েক ডজন মাইক্রন পুরু হালকাভাবে ডোপ করা উচ্চ-রোধাঙ্কের এন-টাইপ স্তর এপিট্যাক্সিয়ালভাবে স্থাপন করা হয়, যা ট্রানজিস্টর উৎপাদনে ব্যবহৃত এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের মধ্যেই থাকে। এটি উচ্চ রোধাঙ্কের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ এবং সাবস্ট্রেটের নিম্ন রোধাঙ্কের জন্য প্রয়োজনীয় নিম্ন কালেক্টর সিরিজ রেজিস্ট্যান্সের মধ্যকার দ্বন্দ্বের সমাধান করে।

গ্যাস-ফেজ এপিটেক্সিয়াল গ্রোথ হলো সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে একটি অধিক পরিপক্ক এপিটেক্সিয়াল গ্রোথ প্রযুক্তির প্রথম প্রয়োগ, যা সেমিকন্ডাক্টর বিজ্ঞানের উন্নয়নে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ ও ডিভাইসের গুণমান এবং তাদের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধিতে ব্যাপকভাবে অবদান রাখে। বর্তমানে, সেমিকন্ডাক্টর একক-স্ফটিক এপিটেক্সিয়াল ফিল্ম তৈরির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি হলো কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন। তথাকথিত কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন হলো কঠিন পৃষ্ঠের উপর গ্যাসীয় পদার্থের রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটিয়ে কঠিন অবক্ষেপ তৈরির প্রক্রিয়া। CVD প্রযুক্তির মাধ্যমে উচ্চ-মানের একক-স্ফটিক ফিল্ম তৈরি করা যায়, প্রয়োজনীয় ডোপিং ধরণ এবং এপিটেক্সিয়াল পুরুত্ব অর্জন করা যায়, এবং এর মাধ্যমে সহজে ব্যাপক উৎপাদন সম্ভব হয়, তাই এটি শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। শিল্পে, CVD পদ্ধতিতে প্রস্তুত এপিটেক্সিয়াল ওয়েফারে প্রায়শই এক বা একাধিক বুরিয়েড লেয়ার থাকে, যা ডিফিউশন বা আয়ন ইমপ্লান্টেশনের মাধ্যমে ডিভাইসের গঠন এবং ডোপিং বন্টন নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়; CVD এপিটেক্সিয়াল স্তরের ভৌত বৈশিষ্ট্য মূল উপাদানের থেকে ভিন্ন, এবং এই স্তরে অক্সিজেন ও কার্বনের পরিমাণ সাধারণত খুব কম থাকে, যা এর একটি সুবিধা। তবে, CVD এপিটেক্সিয়াল স্তরে সহজেই সেলফ-ডোপিং তৈরি হয়, তাই বাস্তব প্রয়োগে এই সেলফ-ডোপিং কমানোর জন্য নির্দিষ্ট ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন। CVD প্রযুক্তি এখনও কিছু ক্ষেত্রে পরীক্ষামূলক পর্যায়ে রয়েছে এবং এর ক্রমাগত উন্নয়নের জন্য আরও গভীর গবেষণা প্রয়োজন।

CVD গ্রোথ প্রক্রিয়া অত্যন্ত জটিল। এর রাসায়নিক বিক্রিয়ায় সাধারণত বিভিন্ন উপাদান ও পদার্থ অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা থেকে বেশ কিছু অন্তর্বর্তী উৎপাদ তৈরি হতে পারে। এছাড়াও তাপমাত্রা, চাপ, গ্যাস প্রবাহের হার ইত্যাদির মতো অনেক স্বাধীন চলক থাকে। এপিটেক্সিয়াল প্রক্রিয়ায় পর্যায়ক্রমে একাধিক ধাপ রয়েছে, যা একে অপরের উন্নয়ন ও উন্নতিতে সাহায্য করে। এপিটেক্সিয়াল প্রক্রিয়ার অনেকগুলো ধারাবাহিক, পারস্পরিক সম্প্রসারণ ও পরিমার্জনের ধাপ রয়েছে। CVD এপিটেক্সিয়াল গ্রোথের প্রক্রিয়া ও কার্যপ্রণালী বিশ্লেষণ করতে হলে, প্রথমে গ্যাসীয় দশায় বিক্রিয়াশীল পদার্থগুলোর দ্রবণীয়তা, বিভিন্ন গ্যাসের সাম্যাবস্থায় আংশিক চাপ এবং গতিবিদ্যা ও তাপগতিবিদ্যার প্রক্রিয়াগুলো স্পষ্ট করতে হবে। এরপর গ্যাসীয় দশা থেকে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে বিক্রিয়াশীল গ্যাসের ভর পরিবহন, গ্যাস প্রবাহ এবং সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের মধ্যে সীমানা স্তরের গঠন, নিউক্লিয়াসের বৃদ্ধি, সেইসাথে পৃষ্ঠীয় বিক্রিয়া, ব্যাপন ও স্থানান্তর প্রক্রিয়া বুঝতে হবে, যা শেষ পর্যন্ত কাঙ্ক্ষিত ফিল্ম তৈরি করে। CVD গ্রোথ প্রক্রিয়ায়, রিয়্যাক্টরের উন্নয়ন ও অগ্রগতি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যা মূলত এপিটেক্সিয়াল স্তরের গুণমান নির্ধারণ করে। এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের পৃষ্ঠীয় গঠন, ল্যাটিস ত্রুটি, অপদ্রব্যের বন্টন ও নিয়ন্ত্রণ এবং এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের পুরুত্ব ও সমরূপতা সরাসরি ডিভাইসের কর্মক্ষমতা ও উৎপাদনকে প্রভাবিত করে।

–এই নিবন্ধটি প্রকাশ করেছেভ্যাকুয়াম কোটিং মেশিন প্রস্তুতকারকগুয়াংডং জেনহুয়া