সাবস্ট্রেট এবং এপিটাক্সি

ওয়েফার তৈরির প্রক্রিয়ায়, দুটি মূল লিঙ্ক রয়েছে: একটি হল সাবস্ট্রেটের প্রস্তুতি, এবং অন্যটি হল এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়ার বাস্তবায়ন। সাবস্ট্রেট, অর্ধপরিবাহী একক স্ফটিক উপাদান দিয়ে সাবধানে তৈরি একটি ওয়েফার, সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরির ভিত্তি হিসাবে সরাসরি ওয়েফার উত্পাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে রাখা যেতে পারে বা এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কার্যকারিতা আরও উন্নত করতে পারে।

সুতরাং, কিএপিটাক্সি? সংক্ষেপে, এপিটাক্সি হল একটি একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটের উপর একক ক্রিস্টালের একটি নতুন স্তর বৃদ্ধি করা যা সূক্ষ্মভাবে প্রক্রিয়া করা হয়েছে (কাটা, গ্রাইন্ডিং, পলিশিং ইত্যাদি)। এই নতুন একক স্ফটিক এবং সাবস্ট্রেট একই উপাদান বা বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, যাতে প্রয়োজন অনুসারে সমজাতীয় বা ভিন্নধর্মী এপিটাক্সি অর্জন করা যায়। যেহেতু সদ্য উত্থিত একক স্ফটিক স্তরটি সাবস্ট্রেটের স্ফটিক পর্যায় অনুসারে প্রসারিত হবে, এটিকে একটি এপিটাক্সিয়াল স্তর বলা হয়। এর পুরুত্ব সাধারণত মাত্র কয়েক মাইক্রন। সিলিকনকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, সিলিকন এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ হল সিলিকন সিঙ্গেল ক্রিস্টাল স্তরের একটি স্তর বৃদ্ধি করা যার সাবস্ট্রেটের মতো একই স্ফটিক স্থিতি, নিয়ন্ত্রণযোগ্য রোধ এবং বেধ এবং একটি নির্দিষ্ট স্ফটিক অভিযোজন সহ একটি সিলিকন একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটে নিখুঁত জালির কাঠামো। যখন এপিটাক্সিয়াল স্তরটি সাবস্ট্রেটে বৃদ্ধি পায়, তখন পুরোটিকে একটি এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার বলে।

প্রথাগত সিলিকন সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-শক্তির ডিভাইসগুলি সরাসরি সিলিকন ওয়েফারগুলিতে তৈরি করা কিছু প্রযুক্তিগত সমস্যার সম্মুখীন হবে, যেমন উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ, ছোট সিরিজ প্রতিরোধ এবং সংগ্রাহক অঞ্চলে ছোট স্যাচুরেশন ভোল্টেজ ড্রপ অর্জন করা কঠিন। এপিটাক্সিয়াল প্রযুক্তির প্রবর্তন চতুরতার সাথে এই সমস্যাগুলি সমাধান করে। সমাধান হল একটি কম-প্রতিরোধীতা সিলিকন সাবস্ট্রেটে একটি উচ্চ-প্রতিরোধী এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করা এবং তারপরে উচ্চ-প্রতিরোধী এপিটাক্সিয়াল স্তরে ডিভাইস তৈরি করা। এইভাবে, উচ্চ-প্রতিরোধী এপিটাক্সিয়াল স্তরটি ডিভাইসের জন্য একটি উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ সরবরাহ করে, যখন নিম্ন-প্রতিরোধী স্তরটি সাবস্ট্রেটের প্রতিরোধকে হ্রাস করে, যার ফলে স্যাচুরেশন ভোল্টেজ ড্রপ হ্রাস করে, যার ফলে উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ এবং নিম্ন প্রতিরোধের মধ্যে একটি ভারসাম্য অর্জন করা যায়। এবং কম ভোল্টেজ ড্রপ।

উপরন্তু,এপিটাক্সিয়ালপ্রযুক্তি যেমন বাষ্প ফেজ এপিটাক্সি এবং III-V, II-VI-এর তরল ফেজ এপিটাক্সি এবং অন্যান্য আণবিক যৌগিক অর্ধপরিবাহী পদার্থ যেমন GaAs-এর মতো প্রযুক্তিগুলিও ব্যাপকভাবে বিকশিত হয়েছে এবং বেশিরভাগ মাইক্রোওয়েভ ডিভাইস, অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস, শক্তি উৎপাদনের জন্য অপরিহার্য প্রক্রিয়া প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে। ডিভাইস, ইত্যাদি, বিশেষ করে পাতলা স্তরে আণবিক মরীচি এবং ধাতব জৈব বাষ্প ফেজ এপিটাক্সির সফল প্রয়োগ, সুপারল্যাটিস, কোয়ান্টাম ওয়েলস, স্ট্রেনড সুপারল্যাটিস এবং পারমাণবিক পাতলা স্তরের এপিটাক্সি, যা "ব্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং" এর বিকাশের জন্য একটি শক্ত ভিত্তি স্থাপন করেছে। , সেমিকন্ডাক্টর গবেষণার একটি নতুন ক্ষেত্র।

তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির জন্য, এই ধরনের সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি প্রায় সবই এপিটাক্সিয়াল স্তরে তৈরি করা হয় এবংসিলিকন কার্বাইড ওয়েফারনিজেই শুধুমাত্র একটি সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। পরামিতি যেমন SiC এর বেধ এবং ব্যাকগ্রাউন্ড ক্যারিয়ার ঘনত্বএপিটাক্সিয়ালউপকরণ সরাসরি SiC ডিভাইসের বিভিন্ন বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। উচ্চ ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি এপিটাক্সিয়াল উপকরণগুলির বেধ এবং পটভূমি বাহকের ঘনত্বের মতো পরামিতিগুলির জন্য নতুন প্রয়োজনীয়তাগুলিকে সামনে রাখে৷ অতএব, সিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিয়াল প্রযুক্তি সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির কার্যক্ষমতা সম্পূর্ণরূপে প্রয়োগ করার ক্ষেত্রে একটি নিষ্পত্তিমূলক ভূমিকা পালন করে। প্রায় সব SiC পাওয়ার ডিভাইস উচ্চ-মানের উপর ভিত্তি করে প্রস্তুত করা হয়SiC এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার, এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির উত্পাদন প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।