रासायनिक बाष्प संचय

एपिटॅक्सियल ग्रोथ, ज्याला एपिटॅक्सि असेही म्हणतात, ही सेमीकंडक्टर मटेरियल आणि उपकरणांच्या निर्मितीतील सर्वात महत्वाची प्रक्रिया आहे. तथाकथित एपिटॅक्सियल ग्रोथ सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेटमध्ये सिंगल प्रोडक्ट फिल्मच्या थराच्या वाढीवर काही विशिष्ट परिस्थितीत होते. सिंगल-क्रिस्टल फिल्मच्या वाढीला एपिटॅक्सियल लेयर म्हणतात. एपिटॅक्सियल तंत्रज्ञान हे १९६० च्या दशकाच्या सुरुवातीच्या काळात सिलिकॉन सिंगल-क्रिस्टल पातळ फिल्म संशोधनाच्या आधारावर जवळजवळ अर्धशतकाच्या विकासाच्या उदयाच्या आधारावर, लोक एपिटॅक्सियल वाढीच्या विशिष्ट परिस्थितीत विविध प्रकारचे सेमीकंडक्टर फिल्म साकार करू शकले आहेत. एपिटॅक्सियल तंत्रज्ञानाने सेमीकंडक्टर डिस्क्रेट घटक आणि इंटिग्रेटेड सर्किटमधील अनेक समस्या सोडवल्या आहेत, ज्यामुळे डिव्हाइसची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे. एपिटॅक्सियल फिल्म त्याची जाडी आणि डोपिंग गुणधर्म अधिक अचूकपणे नियंत्रित करू शकते, या वैशिष्ट्यामुळे सेमीकंडक्टर इंटिग्रेटेड सर्किट्सचा जलद विकास अधिक परिपूर्ण टप्प्यात झाला आहे. सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल स्लाइसिंग, ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग आणि इतर प्रक्रिया तंत्रांद्वारे पॉलिश केलेली शीट मिळविण्यासाठी, तुम्ही त्यावर डिस्क्रेट घटक आणि इंटिग्रेटेड सर्किट बनवू शकता. परंतु बर्‍याच प्रसंगी हे पॉलिश केलेले शीट फक्त सब्सट्रेटसाठी यांत्रिक आधार म्हणून वापरले जाते, ज्यामध्ये प्रथम योग्य प्रकारच्या चालकता आणि प्रतिरोधकतेसह सिंगल-क्रिस्टल फिल्मचा थर वाढवणे आवश्यक असते, आणि नंतर सिंगल-क्रिस्टल फिल्ममध्ये तयार केलेले डिस्क्रिट घटक किंवा एकात्मिक सर्किट. ही पद्धत, उदाहरणार्थ, सिलिकॉन उच्च-फ्रिक्वेन्सी उच्च-पॉवर ट्रान्झिस्टरच्या उत्पादनात वापरली जाते, ज्यामुळे ब्रेकडाउन व्होल्टेज आणि मालिका प्रतिकार यांच्यातील संघर्ष सोडवला जातो. ट्रान्झिस्टरच्या संग्राहकाला उच्च ब्रेकडाउन व्होल्टेजची आवश्यकता असते, जी सिलिकॉन वेफरच्या पीएन जंक्शनच्या प्रतिरोधकतेद्वारे निर्धारित केली जाते. ही आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, उच्च प्रतिरोधक सामग्री आवश्यक आहे. एपिटॅक्सियलवर अनेक ते एक डझन मायक्रॉन जाडीच्या हलक्या डोप केलेल्या उच्च-प्रतिरोधक एन-प्रकार थरावर जास्त डोप केलेल्या एन-प्रकार कमी-प्रतिरोधक सामग्री असलेले लोक, एपिटॅक्सियल थरात ट्रान्झिस्टर उत्पादन, जे उच्च प्रतिरोधकतेद्वारे आवश्यक असलेल्या उच्च ब्रेकडाउन व्होल्टेजचे निराकरण करते आणि कमी सब्सट्रेट प्रतिरोधकतेद्वारे आवश्यक असलेल्या कमी कलेक्टर मालिका प्रतिकार यांच्यातील विरोधाभासाचे निराकरण करते.

गॅस-फेज एपिटॅक्सियल ग्रोथ हा सेमीकंडक्टर क्षेत्रात अधिक परिपक्व एपिटॅक्सियल ग्रोथ तंत्रज्ञानाचा सर्वात जुना वापर आहे, जो सेमीकंडक्टर विज्ञानाच्या विकासात महत्त्वाची भूमिका बजावतो, सेमीकंडक्टर मटेरियल आणि उपकरणांच्या गुणवत्तेत आणि त्यांच्या कामगिरी सुधारण्यात मोठा हातभार लावतो. सध्या, सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल एपिटॅक्सियल फिल्म तयार करणे ही रासायनिक वाष्प निक्षेपणाची सर्वात महत्वाची पद्धत आहे. तथाकथित रासायनिक वाष्प निक्षेपण, म्हणजेच रासायनिक अभिक्रियेच्या घन पृष्ठभागावर वायूयुक्त पदार्थांचा वापर, घन निक्षेप निर्माण करण्याची प्रक्रिया. सीव्हीडी तंत्रज्ञान उच्च-गुणवत्तेच्या सिंगल-क्रिस्टल फिल्म वाढवू शकते, आवश्यक डोपिंग प्रकार आणि एपिटॅक्सियल जाडी मिळविण्यासाठी, मोठ्या प्रमाणात उत्पादन साध्य करणे सोपे आहे आणि म्हणूनच उद्योगात मोठ्या प्रमाणात वापरले गेले आहे. उद्योगात, सीव्हीडीद्वारे तयार केलेल्या एपिटॅक्सियल वेफरमध्ये बहुतेकदा एक किंवा अधिक दफन केलेले थर असतात, ज्याचा वापर प्रसार किंवा आयन इम्प्लांटेशनद्वारे डिव्हाइस संरचना आणि डोपिंग वितरण नियंत्रित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो; सीव्हीडी एपिटॅक्सियल लेयरचे भौतिक गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात मटेरियलपेक्षा वेगळे असतात आणि एपिटॅक्सियल लेयरमधील ऑक्सिजन आणि कार्बन सामग्री सामान्यतः खूप कमी असते, जो त्याचा फायदा आहे. तथापि, सीव्हीडी एपिटॅक्सियल लेयर स्व-डोपिंग तयार करणे सोपे आहे, व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये स्व-डोपिंगचा एपिटॅक्सियल लेयर कमी करण्यासाठी काही उपाययोजना करणे आवश्यक आहे, सीव्हीडी तंत्रज्ञान अजूनही अनुभवजन्य प्रक्रियेच्या काही पैलूंमध्ये आहे, अधिक सखोल संशोधन करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून ते सीव्हीडी तंत्रज्ञानाचा विकास करत राहील.

CVD वाढीची यंत्रणा खूप गुंतागुंतीची आहे, रासायनिक अभिक्रियेत सहसा विविध घटक आणि पदार्थ असतात, ते अनेक मध्यवर्ती उत्पादने तयार करू शकतात आणि तापमान, दाब, वायू प्रवाह दर इत्यादी अनेक स्वतंत्र चल असतात, एपिटॅक्सियल प्रक्रियेत एकमेकांना विकसित आणि सुधारण्यासाठी अनेक पुढे आणि मागे क्रमाने असतात. एपिटॅक्सियल प्रक्रियेत अनेक सलग, परस्पर विस्तारणारे आणि परिपूर्ण करणारे टप्पे असतात. CVD एपिटॅक्सियल वाढीची प्रक्रिया आणि यंत्रणा विश्लेषण करण्यासाठी, सर्वप्रथम, वायू टप्प्यात प्रतिक्रियाशील पदार्थांची विद्राव्यता, विविध वायूंचा समतोल आंशिक दाब, स्पष्ट गतिज आणि थर्मोडायनामिक प्रक्रिया स्पष्ट करणे; नंतर गॅस टप्प्यापासून सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील प्रतिक्रियाशील वायू समजून घेणे वस्तुमान वाहतूक, वायू प्रवाहाच्या सीमा थराची निर्मिती आणि सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाचे केंद्रक, तसेच पृष्ठभागाची प्रतिक्रिया, प्रसार आणि स्थलांतर, आणि अशा प्रकारे शेवटी इच्छित फिल्म तयार करणे. CVD च्या वाढीच्या प्रक्रियेत, अणुभट्टीचा विकास आणि प्रगती महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, जी मोठ्या प्रमाणात एपिटॅक्सियल थराची गुणवत्ता ठरवते. एपिटॅक्सियल थराची पृष्ठभागाची रचना, जाळीतील दोष, अशुद्धतेचे वितरण आणि नियंत्रण, एपिटॅक्सियल थराची जाडी आणि एकरूपता यांचा थेट परिणाम उपकरणाच्या कामगिरीवर आणि उत्पन्नावर होतो.

- हा लेख प्रकाशित केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग मशीन निर्माताग्वांगडोंग झेन्हुआ