কেন আমাদের সিলিকন ওয়েফার সাবস্ট্রেটগুলিতে এপিটাক্সি করতে হবে?

সেমিকন্ডাক্টর ইন্ডাস্ট্রি চেইনে, বিশেষ করে তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর (ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর) ইন্ডাস্ট্রি চেইনে, সাবস্ট্রেট এবংএপিটাক্সিয়ালস্তর এর তাৎপর্য কিএপিটাক্সিয়ালস্তর? সাবস্ট্রেট এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে পার্থক্য কী?

সাবস্ট্রেট হল aওয়েফারসেমিকন্ডাক্টর একক স্ফটিক উপকরণ তৈরি. সাবস্ট্রেট সরাসরি প্রবেশ করতে পারেনওয়েফারউত্পাদন লিঙ্ক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস উত্পাদন, অথবা এটি দ্বারা প্রক্রিয়া করা যেতে পারেএপিটাক্সিয়ালএপিটাক্সিয়াল ওয়েফার উত্পাদন করার প্রক্রিয়া। সাবস্ট্রেট হল নীচের অংশওয়েফার(ওয়েফারটি কেটে ফেলুন, আপনি একের পর এক ডাই পেতে পারেন এবং তারপরে এটিকে কিংবদন্তি চিপে পরিণত করতে প্যাকেজ করতে পারেন) (আসলে, চিপের নীচে সাধারণত পিছনে সোনার একটি স্তর দিয়ে প্রলেপ দেওয়া হয়, এটি একটি "গ্রাউন্ড" সংযোগ হিসাবে ব্যবহৃত হয়, তবে এটি পিছনের প্রক্রিয়াতে তৈরি করা হয়), এবং ভিত্তি যা সম্পূর্ণ সমর্থন ফাংশন বহন করে (চিপের আকাশচুম্বীটি সাবস্ট্রেটের উপর নির্মিত)।

এপিটাক্সি বলতে বোঝায় একটি একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটের উপর একটি নতুন একক ক্রিস্টাল বৃদ্ধির প্রক্রিয়া যা কাটা, গ্রাইন্ডিং, পলিশিং ইত্যাদির মাধ্যমে সাবধানে প্রক্রিয়া করা হয়েছে। নতুন একক ক্রিস্টালটি সাবস্ট্রেটের মতো একই উপাদান হতে পারে বা এটি একটি ভিন্ন উপাদান হতে পারে। (homoepitaxial বা heteroepitaxial)।
যেহেতু নবগঠিত একক স্ফটিক স্তরটি সাবস্ট্রেট ক্রিস্টাল ফেজ বরাবর বৃদ্ধি পায়, তাই একে এপিটাক্সিয়াল স্তর বলা হয় (সাধারণত বেশ কয়েক মাইক্রন পুরু। উদাহরণ হিসেবে সিলিকনকে ধরুন: সিলিকন এপিটাক্সিয়াল গ্রোথের অর্থ হল ভাল জালিকাঠামোর অখণ্ডতা সহ ক্রিস্টালের একটি স্তর বৃদ্ধি করা। একটি সিলিকন একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটের উপর একটি নির্দিষ্ট স্ফটিক স্থিতিবিন্যাস এবং সাবস্ট্রেট হিসাবে বিভিন্ন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং বেধ) এবং এপিটাক্সিয়াল স্তর সহ সাবস্ট্রেটকে এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার (এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার = এপিটাক্সিয়াল লেয়ার + সাবস্ট্রেট) বলা হয়। ডিভাইস উত্পাদন এপিটাক্সিয়াল স্তরে সঞ্চালিত হয়।

এপিটাক্সিয়ালিটি হোমোপিট্যাক্সিয়ালিটি এবং হেটেরোপিট্যাক্সিয়ালিটিতে বিভক্ত। হোমোপিটাক্সিয়ালিটি হল সাবস্ট্রেটের উপর সাবস্ট্রেটের মতো একই উপাদানের একটি এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করা। হোমোপিটাক্সিয়ালিটির তাৎপর্য কী? - পণ্যের স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করুন। যদিও হোমোপিটাক্সিয়ালিটি হল সাবস্ট্রেটের মতো একই উপাদানের একটি এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করা, যদিও উপাদান একই, এটি ওয়েফার পৃষ্ঠের উপাদান বিশুদ্ধতা এবং অভিন্নতা উন্নত করতে পারে। যান্ত্রিক পলিশিং দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত পালিশ করা ওয়েফারের সাথে তুলনা করে, এপিটাক্সিয়ালিটি দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত সাবস্ট্রেটের উচ্চ পৃষ্ঠের সমতলতা, উচ্চ পরিচ্ছন্নতা, কম মাইক্রো ত্রুটি এবং কম পৃষ্ঠের অমেধ্য রয়েছে। অতএব, প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও অভিন্ন, এবং পৃষ্ঠের কণা, স্ট্যাকিং ফল্ট এবং স্থানচ্যুতিগুলির মতো পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি নিয়ন্ত্রণ করা সহজ। Epitaxy শুধুমাত্র পণ্য কর্মক্ষমতা উন্নত করে না, কিন্তু পণ্যের স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।
সিলিকন ওয়েফার সাবস্ট্রেটে সিলিকন পরমাণুর এপিটাক্সিয়াল আরেকটি স্তর তৈরি করার সুবিধা কী? সিএমওএস সিলিকন প্রক্রিয়ায়, ওয়েফার সাবস্ট্রেটের এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ (ইপিআই, এপিটাক্সিয়াল) একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া পদক্ষেপ।
1. স্ফটিক গুণমান উন্নত
প্রাথমিক স্তরের ত্রুটি এবং অমেধ্য: ওয়েফার সাবস্ট্রেটের উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় কিছু ত্রুটি এবং অমেধ্য থাকতে পারে। এপিটাক্সিয়াল স্তরের বৃদ্ধি সাবস্ট্রেটে একটি উচ্চ-মানের, কম-খুঁটি এবং অপরিষ্কার-ঘনত্ব একক-ক্রিস্টালাইন সিলিকন স্তর তৈরি করতে পারে, যা পরবর্তী ডিভাইস তৈরির জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। ইউনিফর্ম ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার: এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ আরও ইউনিফর্ম স্ফটিক গঠন নিশ্চিত করতে পারে, সাবস্ট্রেট উপাদানে শস্যের সীমানা এবং ত্রুটির প্রভাব কমাতে পারে এবং এইভাবে পুরো ওয়েফারের স্ফটিক গুণমান উন্নত করতে পারে।
2. বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা উন্নত
ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলি অপ্টিমাইজ করুন: সাবস্ট্রেটের উপর একটি এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করে, ডোপিং ঘনত্ব এবং সিলিকনের ধরন ডিভাইসের বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এপিটাক্সিয়াল স্তরের ডোপিং MOSFET-এর থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলিকে সঠিকভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে। লিকেজ কারেন্ট হ্রাস করুন: উচ্চ-মানের এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির ত্রুটির ঘনত্ব কম থাকে, যা ডিভাইসে লিকেজ কারেন্ট কমাতে সাহায্য করে, যার ফলে ডিভাইসের কার্যকারিতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত হয়।
3. উন্নত প্রক্রিয়া নোড সমর্থন
বৈশিষ্ট্যের আকার হ্রাস করা: ছোট প্রসেস নোডগুলিতে (যেমন 7nm, 5nm), ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যের আকার ক্রমাগত সঙ্কুচিত হতে থাকে, এর জন্য আরও পরিমার্জিত এবং উচ্চ-মানের উপকরণের প্রয়োজন হয়। এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রযুক্তি এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতা এবং উচ্চ-ঘনত্ব সমন্বিত সার্কিট উত্পাদন সমর্থন করতে পারে। ব্রেকডাউন ভোল্টেজ উন্নত করুন: এপিটাক্সিয়াল স্তরটি উচ্চতর ব্রেকডাউন ভোল্টেজের জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে, যা উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ডিভাইস তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, পাওয়ার ডিভাইসে, এপিটাক্সিয়াল স্তরটি ডিভাইসের ব্রেকডাউন ভোল্টেজ বাড়াতে পারে এবং নিরাপদ অপারেটিং পরিসীমা বাড়াতে পারে।
4. প্রক্রিয়া সামঞ্জস্য এবং মাল্টি স্তর গঠন
মাল্টি-লেয়ার স্ট্রাকচার: এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ টেকনোলজি একটি সাবস্ট্রেটে মাল্টি-লেয়ার স্ট্রাকচার তৈরি করতে দেয় এবং বিভিন্ন স্তরে বিভিন্ন ডোপিং ঘনত্ব এবং প্রকার থাকতে পারে। এটি জটিল CMOS ডিভাইস তৈরি করতে এবং ত্রিমাত্রিক ইন্টিগ্রেশন অর্জনের জন্য খুবই সহায়ক। সামঞ্জস্যতা: এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রক্রিয়াটি বিদ্যমান CMOS উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির সাথে অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং প্রক্রিয়া লাইনগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন না করে সহজেই বিদ্যমান উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলিতে একীভূত করা যেতে পারে।