سبسٹریٹ اور ایپیٹیکسی میں کیا فرق ہے؟

ویفر کی تیاری کے عمل میں، دو بنیادی روابط ہیں: ایک سبسٹریٹ کی تیاری، اور دوسرا ایپیٹیکسیل عمل کا نفاذ۔ سبسٹریٹ، سیمی کنڈکٹر سنگل کرسٹل مواد سے احتیاط سے تیار کیا گیا ویفر، سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز تیار کرنے کی بنیاد کے طور پر ویفر مینوفیکچرنگ کے عمل میں براہ راست ڈالا جا سکتا ہے، یا اسے ایپیٹیکسیل عمل کے ذریعے مزید بڑھایا جا سکتا ہے۔

تو، اشارہ کیا ہے؟ مختصراً، epitaxy ایک واحد کرسٹل سبسٹریٹ پر سنگل کرسٹل کی ایک نئی پرت کی نشوونما ہے جس پر باریک عمل کیا گیا ہے (کاٹنا، پیسنا، پالش کرنا، وغیرہ)۔ یہ نئی سنگل کرسٹل پرت اور سبسٹریٹ ایک ہی مواد یا مختلف مواد سے بنایا جا سکتا ہے، تاکہ ضرورت کے مطابق یکساں یا ہیٹروپیٹاکسیل ترقی حاصل کی جا سکے۔ چونکہ نئی اگنے والی واحد کرسٹل تہہ سبسٹریٹ کے کرسٹل مرحلے کے مطابق پھیلے گی، اس لیے اسے ایپیٹیکسیل تہہ کہا جاتا ہے۔ اس کی موٹائی عام طور پر صرف چند مائکرون ہوتی ہے۔ سلیکون کو ایک مثال کے طور پر لیتے ہوئے، سلیکان ایپیٹیکسیل گروتھ کا مطلب ہے کہ ایک مخصوص کرسٹل واقفیت کے ساتھ سلکان سنگل کرسٹل سبسٹریٹ پر سبسٹریٹ، قابل کنٹرول مزاحمت اور موٹائی کے ساتھ سلکان کی ایک تہہ کو اگانا ہے۔ کامل جالی ساخت کے ساتھ ایک سلکان واحد کرسٹل پرت۔ جب epitaxial تہہ سبسٹریٹ پر اگائی جاتی ہے، تو پوری کو epitaxial wafer کہا جاتا ہے۔

روایتی سلیکون سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے، ہائی فریکوئنسی اور ہائی پاور ڈیوائسز کو براہ راست سلکان ویفرز پر بنانے میں کچھ تکنیکی مشکلات کا سامنا کرنا پڑے گا۔ مثال کے طور پر، کلکٹر ایریا میں ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج، چھوٹی سیریز کی مزاحمت اور چھوٹے سنترپتی وولٹیج ڈراپ کی ضروریات کو حاصل کرنا مشکل ہے۔ epitaxy ٹیکنالوجی کا تعارف ان مسائل کو چالاکی سے حل کرتا ہے۔ اس کا حل یہ ہے کہ کم مزاحمتی سیلیکون سبسٹریٹ پر ایک اعلی مزاحمتی ایپیٹیکسیل تہہ کو اگایا جائے، اور پھر اعلی مزاحمتی ایپیٹیکسیل پرت پر آلات تیار کریں۔ اس طرح سے، ہائی ریزسٹیویٹی ایپیٹیکسیل پرت ڈیوائس کے لیے ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج فراہم کرتی ہے، جب کہ کم مزاحمتی سبسٹریٹ سبسٹریٹ کی مزاحمت کو کم کرتا ہے، اس طرح سیچوریشن وولٹیج ڈراپ کو کم کرتا ہے، اس طرح ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج اور مزاحمت کے درمیان چھوٹا توازن حاصل ہوتا ہے۔ چھوٹے وولٹیج ڈراپ.

اس کے علاوہ، ایپیٹیکسی ٹیکنالوجیز جیسے کہ بخارات کے فیز ایپیٹیکسی اور مائع فیز ایپیٹیکسی آف GaAs اور دیگر III-V، II-VI اور دیگر مالیکیولر کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر مواد کو بھی بہت زیادہ ترقی دی گئی ہے اور یہ زیادہ تر مائیکرو ویو ڈیوائسز، آپٹو الیکٹرانک ڈیوائسز اور پاور کی بنیاد بن گئی ہیں۔ آلات پیداوار کے لیے ناگزیر پراسیس ٹیکنالوجیز، خاص طور پر پتلی تہوں میں مالیکیولر بیم اور میٹل-آرگینک ویپر فیز ایپیٹیکسی ٹیکنالوجی کا کامیاب استعمال، سپر لیٹیسس، کوانٹم ویلز، سٹرینڈ سپر لیٹیسس، اور ایٹم لیول پتلی پرت ایپیٹکسی سیمی کنڈکٹر ریسرچ کا ایک نیا شعبہ بن گیا ہے۔ "انرجی بیلٹ پروجیکٹ" کی ترقی نے ایک مضبوط بنیاد رکھی ہے۔

جہاں تک تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر آلات کا تعلق ہے، تقریباً تمام ایسے سیمی کنڈکٹر آلات ایپیٹیکسیل پرت پر بنائے جاتے ہیں، اور سلکان کاربائیڈ ویفر بذات خود صرف سبسٹریٹ کا کام کرتا ہے۔ SiC ایپیٹیکسیل مواد کی موٹائی، بیک گراؤنڈ کیریئر کی حراستی اور دیگر پیرامیٹرز براہ راست SiC آلات کی مختلف برقی خصوصیات کا تعین کرتے ہیں۔ ہائی وولٹیج ایپلی کیشنز کے لیے سلیکن کاربائیڈ ڈیوائسز پیرامیٹرز کے لیے نئی تقاضے پیش کرتی ہیں جیسے کہ ایپیٹیکسیل مواد کی موٹائی اور بیک گراؤنڈ کیریئر کی حراستی۔ لہذا، سلکان کاربائیڈ ایپیٹیکسیل ٹیکنالوجی سلکان کاربائیڈ آلات کی کارکردگی کو مکمل طور پر استعمال کرنے میں فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہے۔ تقریباً تمام SiC پاور ڈیوائسز کی تیاری اعلیٰ معیار کے SiC epitaxial wafers پر مبنی ہے۔ ایپیٹیکسیل تہوں کی پیداوار وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کا ایک اہم حصہ ہے۔