ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ ఏమిటి?

ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియల అవలోకనం

"ఎపిటాక్సీ" అనే పదం గ్రీకు పదాల నుండి "ఎపి," అంటే "" మరియు "టాక్సీలు", అంటే "ఆర్డర్ చేయబడినది", స్ఫటికాకార పెరుగుదల యొక్క ఆదేశించిన స్వభావాన్ని సూచిస్తుంది. సెమీకండక్టర్ ఫాబ్రికేషన్‌లో ఎపిటాక్సీ ఒక కీలకమైన ప్రక్రియ, ఇది స్ఫటికాకార ఉపరితలంపై సన్నని స్ఫటికాకార పొర యొక్క పెరుగుదలను సూచిస్తుంది. సెమీకండక్టర్ ఫాబ్రికేషన్‌లోని ఎపిటాక్సీ (ఇపిఐ) ప్రక్రియ సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క చక్కటి పొరను, సాధారణంగా 0.5 నుండి 20 మైక్రాన్ల చుట్టూ, ఒకే క్రిస్టల్ ఉపరితలంపై జమ చేయడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. సెమీకండక్టర్ పరికర తయారీలో EPI ప్రక్రియ ఒక ముఖ్యమైన దశసిలికాన్ పొరకల్పన.

ఎపిటాక్సీ సన్నని చలనచిత్రాల నిక్షేపణను అధికంగా ఆర్డర్ చేయటానికి అనుమతిస్తుంది మరియు నిర్దిష్ట ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. డయోడ్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు వంటి అధిక-నాణ్యత సెమీకండక్టర్ పరికరాలను సృష్టించడానికి ఈ ప్రక్రియ అవసరం.

ఎపిటాక్సీ రకాలు

ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియలో, పెరుగుదల యొక్క ధోరణి అంతర్లీన బేస్ క్రిస్టల్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.  నిక్షేపణ యొక్క పునరావృతాన్ని బట్టి ఒకటి లేదా అనేక ఎపిటాక్సీ పొరలు ఉండవచ్చు. రసాయన కూర్పు మరియు నిర్మాణం పరంగా అంతర్లీన ఉపరితలం నుండి ఒకేలా లేదా భిన్నంగా ఉండే పదార్థాల సన్నని పొరను రూపొందించడానికి ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియను ఉపయోగించవచ్చు. ఎపిటాక్సీని ఉపరితలం మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర మధ్య సంబంధం ఆధారంగా రెండు ప్రాధమిక వర్గాలుగా వర్గీకరించవచ్చు:హోమోపిటాక్సీమరియుహెటెరోపిటాక్సీ.

తరువాత, మేము నాలుగు కోణాల నుండి హోమోపిటాక్సీ మరియు హెటెరోఎపిటాక్సీ మధ్య తేడాలను విశ్లేషిస్తాము: పెరిగిన పొర, క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు జాలక, ఉదాహరణ మరియు అనువర్తనం:

● హోమోపిటాక్సీ:: ఎపిటాక్సియల్ పొరను ఉపరితలం వలె అదే పదార్థం నుండి తయారు చేసినప్పుడు ఇది సంభవిస్తుంది.

✔ ఎదిగిన పొర: ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరిగిన పొర ఉపరితల పొర మాదిరిగానే ఉంటుంది.

క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్ మరియు లాటిస్: సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు లాటిస్ స్థిరాంకం ఒకటే.

ఉదాహరణ: సబ్‌స్ట్రేట్ సిలికాన్ కంటే అత్యంత స్వచ్ఛమైన సిలికాన్ యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల.

✔ అప్లికేషన్: సెమీకండక్టర్ పరికర నిర్మాణం వివిధ డోపింగ్ స్థాయిల పొరలు లేదా తక్కువ స్వచ్ఛమైన ఉపరితలాలపై స్వచ్ఛమైన చిత్రాలు అవసరం.

● హెటెరో ఎపిటాక్సీ: గల్లియం ఆర్సెనైడ్ (GAAS) పై పెరుగుతున్న అల్యూమినియం గల్లియం ఆర్సెనైడ్ (ALGAAS) వంటి పొర మరియు ఉపరితలం కోసం వివిధ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తున్నారు. విజయవంతమైన హెటెరోపిటాక్సీకి లోపాలను తగ్గించడానికి రెండు పదార్థాల మధ్య ఇలాంటి క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు అవసరం.

✔ ఎదిగిన పొర: ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరిగిన పొర ఉపరితల పొర కంటే భిన్నమైన పదార్థం.

క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్ మరియు లాటిస్: సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు లాటిస్ స్థిరాంకం భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఉదాహరణ: సిలికాన్ ఉపరితలంపై ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరుగుతున్న గాలియం ఆర్సెనైడ్.

✔ అప్లికేషన్.

సెమీకండక్టర్ ఫాబ్రికేషన్‌లో EPI ప్రక్రియను ప్రభావితం చేసే అంశాలు:

✔ ఉష్ణోగ్రత: ఎపిటాక్సీ రేటు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర సాంద్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియకు అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత గది ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు విలువ ఎపిటాక్సీ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

✔ ఒత్తిడి: ఎపిటాక్సీ రేటు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర సాంద్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది.

✔ లోపాలు: ఎపిటాక్సీలో లోపాలు తప్పు పొరలకు దారితీస్తాయి. లోపభూయిష్ట ఎపిటాక్సియల్ పొర పెరుగుదల కోసం EPI ప్రక్రియకు అవసరమైన భౌతిక పరిస్థితులను నిర్వహించాలి.

✔ కావలసిన స్థానం: ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల క్రిస్టల్‌పై సరైన స్థానాల్లో ఉండాలి. వృద్ధిని నివారించడానికి ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ నుండి మినహాయించాల్సిన ప్రాంతాలను సరిగ్గా చిత్రీకరించాలి.

✔ ఆటోడోపింగ్: ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించబడుతున్నందున, డోపాంట్ అణువులు పదార్థంలో వైవిధ్యాలను తీసుకురాగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండవచ్చు.

ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ టెక్నిక్స్

ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియను నిర్వహించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి: లిక్విడ్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ, హైబ్రిడ్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ, సాలిడ్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ, అణువు పొర నిక్షేపణ, రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ, మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ, మొదలైనవి. రెండు ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియలను పోల్చండి: CVD మరియు MBE.

ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ మోడ్స్

ఎపిటాక్సీ గ్రోత్ మోడ్‌లు: ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల వేర్వేరు మోడ్‌ల ద్వారా సంభవిస్తుంది, ఇవి పొరలు ఎలా ఏర్పడతాయో ప్రభావితం చేస్తాయి:

✔ (ఎ) వోల్మర్-వెబెర్: నిరంతర చలనచిత్ర నిర్మాణానికి ముందు న్యూక్లియేషన్ సంభవించే త్రిమితీయ ద్వీప పెరుగుదల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

✔ (బి)ఫ్రాంక్-వాన్ డెర్ మెర్వే (FM): లేయర్-బై-లేయర్ పెరుగుదలను కలిగి ఉంటుంది, ఏకరీతి మందాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది.

✔ (సి) సైడ్-క్రస్టాన్స్ (ఎస్కె): VW మరియు FM కలయిక, పొర పెరుగుదలతో ప్రారంభమవుతుంది, ఇది క్లిష్టమైన మందం చేరుకున్న తర్వాత ద్వీపం ఏర్పడటానికి మారుతుంది.

సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఎపిటాక్సీ గ్రోత్ యొక్క ప్రాముఖ్యత

సెమీకండక్టర్ పొరల యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలను పెంచడానికి ఎపిటాక్సీ చాలా ముఖ్యమైనది. డోపింగ్ ప్రొఫైల్‌లను నియంత్రించే సామర్థ్యం మరియు నిర్దిష్ట పదార్థ లక్షణాలను సాధించే సామర్థ్యం ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఎపిటాక్సీని ఎంతో అవసరం.

అంతేకాకుండా, అధిక-పనితీరు గల సెన్సార్లు మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్‌లను అభివృద్ధి చేయడంలో ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియలు చాలా ముఖ్యమైనవి, ఇది సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీలో కొనసాగుతున్న పురోగతిని ప్రతిబింబిస్తుంది. పారామితులను నియంత్రించడంలో అవసరమైన ఖచ్చితత్వంఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు వాయువు ప్రవాహం రేటుకనీస లోపాలతో అధిక-నాణ్యత స్ఫటికాకార పొరలను సాధించడానికి ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో కీలకం.