રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપ

એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ, જેને ઘણીવાર એપિટેક્સી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાંની એક છે. કહેવાતા એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટમાં સિંગલ પ્રોડક્ટ ફિલ્મના સ્તરના વિકાસ પર થાય છે, સિંગલ-ક્રિસ્ટલ ફિલ્મના વિકાસને એપિટેક્સિયલ સ્તર કહેવામાં આવે છે. એપિટેક્સિયલ ટેકનોલોજી 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં સિલિકોન સિંગલ-ક્રિસ્ટલ પાતળા ફિલ્મ સંશોધનમાં છે. લગભગ અડધી સદીના વિકાસના ઉદભવના આધારે, લોકો એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિની ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ વિવિધ પ્રકારની સેમિકન્ડક્ટર ફિલ્મોને સાકાર કરવામાં સક્ષમ થયા છે. એપિટેક્સિયલ ટેકનોલોજીએ સેમિકન્ડક્ટર ડિસ્ક્રીટ ઘટકો અને સંકલિત સર્કિટમાં ઘણી સમસ્યાઓ હલ કરી છે, જેનાથી ઉપકરણની કામગીરીમાં ઘણો સુધારો થયો છે. એપિટેક્સિયલ ફિલ્મ તેની જાડાઈ અને ડોપિંગ ગુણધર્મોને વધુ સચોટ રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે, આ સુવિધાએ સેમિકન્ડક્ટર ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટના ઝડપી વિકાસ તરફ દોરી છે, વધુ સંપૂર્ણ તબક્કામાં. સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્લાઇસિંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ, પોલિશિંગ અને અન્ય પ્રોસેસિંગ તકનીકો દ્વારા, પોલિશ્ડ શીટ મેળવવા માટે, તમે તેના પર ડિસ્ક્રીટ ઘટકો અને સંકલિત સર્કિટ બનાવી શકો છો. પરંતુ ઘણા કિસ્સાઓમાં આ પોલિશ્ડ શીટ ફક્ત સબસ્ટ્રેટ માટે યાંત્રિક આધાર તરીકે વપરાય છે, જેમાં પહેલા યોગ્ય પ્રકારની વાહકતા અને પ્રતિકારકતા સાથે સિંગલ-ક્રિસ્ટલ ફિલ્મનો સ્તર ઉગાડવો જરૂરી છે, અને પછી સિંગલ-ક્રિસ્ટલ ફિલ્મમાં ઉત્પાદિત ડિસ્ક્રીટ ઘટકો અથવા સંકલિત સર્કિટ. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ, ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન ઉચ્ચ-આવર્તન ઉચ્ચ-શક્તિ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઉત્પાદનમાં થાય છે, જે બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ અને શ્રેણી પ્રતિકાર વચ્ચેના સંઘર્ષને ઉકેલે છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કલેક્ટરને ઉચ્ચ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે, જે સિલિકોન વેફરના pn જંકશનની પ્રતિકારકતા દ્વારા નક્કી થાય છે. આ જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવા માટે, ઉચ્ચ પ્રતિકાર સામગ્રીની જરૂર પડે છે. એપિટેક્સિયલ પર ભારે ડોપ્ડ n-પ્રકારના ઓછા-પ્રતિરોધક સામગ્રીમાં લોકો ઘણાથી એક ડઝન માઇક્રોન જાડા હળવા ડોપ્ડ ઉચ્ચ-પ્રતિરોધક n-પ્રકાર સ્તર, એપિટેક્સિયલ સ્તરમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું ઉત્પાદન, જે ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા અને નીચા સબસ્ટ્રેટ પ્રતિકાર દ્વારા જરૂરી ઉચ્ચ કલેક્ટર શ્રેણી પ્રતિકાર વચ્ચેના વિરોધાભાસને ઉકેલે છે.

ગેસ-ફેઝ એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ એ સેમિકન્ડક્ટર ક્ષેત્રમાં વધુ પરિપક્વ એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ ટેકનોલોજીનો સૌથી પહેલો ઉપયોગ છે, જે સેમિકન્ડક્ટર વિજ્ઞાનના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણોની ગુણવત્તા અને તેમના પ્રદર્શન સુધારણામાં મોટો ફાળો આપે છે. હાલમાં, સેમિકન્ડક્ટર સિંગલ ક્રિસ્ટલ એપિટેક્સિયલ ફિલ્મની તૈયારી એ રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપણની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિ છે. કહેવાતા રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપ, એટલે કે, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઘન સપાટી પર વાયુયુક્ત પદાર્થોનો ઉપયોગ, ઘન થાપણો ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા. CVD ટેકનોલોજી ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સિંગલ-ક્રિસ્ટલ ફિલ્મો ઉગાડી શકે છે, જરૂરી ડોપિંગ પ્રકાર અને એપિટેક્સિયલ જાડાઈ મેળવવા માટે, મોટા પાયે ઉત્પાદનને સાકાર કરવામાં સરળ, અને તેથી ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉદ્યોગમાં, CVD દ્વારા તૈયાર કરાયેલ એપિટેક્સિયલ વેફરમાં ઘણીવાર એક અથવા વધુ દફનાવવામાં આવેલા સ્તરો હોય છે, જેનો ઉપયોગ પ્રસરણ અથવા આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન દ્વારા ઉપકરણ માળખું અને ડોપિંગ વિતરણને નિયંત્રિત કરવા માટે થઈ શકે છે; CVD એપિટેક્સિયલ સ્તરના ભૌતિક ગુણધર્મો બલ્ક સામગ્રી કરતા અલગ હોય છે, અને એપિટેક્સિયલ સ્તરનું ઓક્સિજન અને કાર્બન સામગ્રી સામાન્ય રીતે ખૂબ ઓછી હોય છે, જે તેનો ફાયદો છે. જોકે, સીવીડી એપિટેક્સિયલ લેયર સ્વ-ડોપિંગ બનાવવા માટે સરળ છે, વ્યવહારુ એપ્લિકેશનોમાં સ્વ-ડોપિંગના એપિટેક્સિયલ લેયરને ઘટાડવા માટે ચોક્કસ પગલાં લેવાની જરૂર છે, સીવીડી ટેકનોલોજી હજુ પણ પ્રયોગમૂલક પ્રક્રિયા સ્થિતિના કેટલાક પાસાઓમાં છે, વધુ ઊંડાણપૂર્વક સંશોધન કરવાની જરૂર છે, જેથી તે સીવીડી ટેકનોલોજીનો વિકાસ મેળવતો રહે.

CVD વૃદ્ધિ પદ્ધતિ ખૂબ જ જટિલ છે, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં સામાન્ય રીતે વિવિધ ઘટકો અને પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે, તે સંખ્યાબંધ મધ્યવર્તી ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરી શકે છે, અને તાપમાન, દબાણ, ગેસ પ્રવાહ દર, વગેરે જેવા ઘણા સ્વતંત્ર ચલો છે, એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયામાં વિકાસ અને સુધારણા માટે એકબીજા સાથે ક્રમિક રીતે આગળ અને પાછળ સંખ્યાબંધ પગલાં હોય છે. એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયામાં ઘણા ક્રમિક, પરસ્પર વિસ્તરણ અને સંપૂર્ણ પગલાં હોય છે. CVD એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિની પ્રક્રિયા અને પદ્ધતિનું વિશ્લેષણ કરવા માટે, સૌ પ્રથમ, ગેસ તબક્કામાં પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની દ્રાવ્યતા, વિવિધ વાયુઓના સંતુલન આંશિક દબાણ, સ્પષ્ટ ગતિ અને થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ સ્પષ્ટ કરવા માટે; પછી ગેસ તબક્કાથી સબસ્ટ્રેટ માસ ટ્રાન્સપોર્ટની સપાટી સુધી પ્રતિક્રિયાશીલ વાયુઓને સમજવા માટે, ગેસ પ્રવાહના સીમા સ્તરની રચના અને સબસ્ટ્રેટની સપાટી, ન્યુક્લિયસની વૃદ્ધિ, તેમજ સપાટીની પ્રતિક્રિયા, પ્રસરણ અને સ્થળાંતર, અને આમ આખરે ઇચ્છિત ફિલ્મ ઉત્પન્ન કરે છે. CVD ની વૃદ્ધિ પ્રક્રિયામાં, રિએક્ટરનો વિકાસ અને પ્રગતિ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, જે મોટાભાગે એપિટેક્સિયલ સ્તરની ગુણવત્તા નક્કી કરે છે. એપિટેક્સિયલ સ્તરની સપાટીનું આકારવિજ્ઞાન, જાળી ખામીઓ, અશુદ્ધિઓનું વિતરણ અને નિયંત્રણ, એપિટેક્સિયલ સ્તરની જાડાઈ અને એકરૂપતા ઉપકરણની કામગીરી અને ઉપજને સીધી અસર કરે છે.

- આ લેખ પ્રકાશિત થયો છેવેક્યુમ કોટિંગ મશીન ઉત્પાદકગુઆંગડોંગ ઝેન્હુઆ