সেমিকন্ডাক্টর এপিটাক্সি প্রক্রিয়া কি?

একটি নিখুঁত ক্রিস্টালাইন বেস লেয়ারে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরি করা আদর্শ। দএপিটাক্সি(epi) সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং প্রক্রিয়ার লক্ষ্য একটি সূক্ষ্ম একক-স্ফটিক স্তর, সাধারণত প্রায় 0.5 থেকে 20 মাইক্রন, একটি একক-স্ফটিক স্তরে জমা করা। এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ, বিশেষ করে সিলিকন ওয়েফার তৈরিতে।

সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে এপিটাক্সি (এপিআই) প্রক্রিয়া

সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এপিটাক্সির ওভারভিউ

এটা কি? সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এ এপিটাক্সি (এপিআই) প্রক্রিয়া একটি স্ফটিক সাবস্ট্রেটের উপরে একটি প্রদত্ত অভিযোজনে একটি পাতলা স্ফটিক স্তরের বৃদ্ধির অনুমতি দেয়।

লক্ষ্য সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে, এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার লক্ষ্য হল ডিভাইসের মাধ্যমে ইলেকট্রনগুলিকে আরও দক্ষতার সাথে পরিবহন করা। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের নির্মাণে, এপিটাক্সি স্তরগুলিকে পরিমার্জিত করতে এবং কাঠামোটিকে অভিন্ন করার জন্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়।

প্রক্রিয়াএপিটাক্সিপ্রক্রিয়াটি একই উপাদানের একটি সাবস্ট্রেটে উচ্চতর বিশুদ্ধতার এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির বৃদ্ধির অনুমতি দেয়। কিছু অর্ধপরিবাহী পদার্থে, যেমন হেটেরোজংশন বাইপোলার ট্রানজিস্টর (HBTs) বা মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর (MOSFETs), এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি সাবস্ট্রেট থেকে ভিন্ন উপাদানের একটি স্তর বৃদ্ধি করতে ব্যবহৃত হয়। এটি এপিটাক্সি প্রক্রিয়া যা অত্যন্ত ডোপড উপাদানের একটি স্তরে কম ঘনত্বের ডোপড স্তর বৃদ্ধি করা সম্ভব করে।

সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার ওভারভিউ

এটি কি সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে এপিটাক্সি (এপিআই) প্রক্রিয়াটি একটি স্ফটিক স্তরের উপরে একটি প্রদত্ত অভিযোজনে একটি পাতলা স্ফটিক স্তরের বৃদ্ধির অনুমতি দেয়।

সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে লক্ষ্য, এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার লক্ষ্য হল ডিভাইসের মাধ্যমে পরিবাহিত ইলেকট্রনগুলিকে আরও দক্ষতার সাথে করা। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের নির্মাণে, এপিটাক্সি স্তরগুলিকে পরিমার্জিত করতে এবং কাঠামোটিকে অভিন্ন করার জন্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়।

এপিটাক্সি প্রক্রিয়া একই উপাদানের একটি সাবস্ট্রেটে উচ্চতর বিশুদ্ধতার এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির বৃদ্ধির অনুমতি দেয়। কিছু অর্ধপরিবাহী পদার্থে, যেমন হেটেরোজংশন বাইপোলার ট্রানজিস্টর (HBTs) বা মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর (MOSFETs), এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি সাবস্ট্রেট থেকে ভিন্ন উপাদানের একটি স্তর বৃদ্ধি করতে ব্যবহৃত হয়। এটি এপিটাক্সি প্রক্রিয়া যা অত্যন্ত ডোপড উপাদানের একটি স্তরে কম-ঘনত্বের ডোপড স্তর বৃদ্ধি করা সম্ভব করে।

সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এপিটাক্সিয়াল প্রসেসের ধরন

এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়ায়, বৃদ্ধির দিকটি অন্তর্নিহিত সাবস্ট্রেট স্ফটিক দ্বারা নির্ধারিত হয়। জমার পুনরাবৃত্তির উপর নির্ভর করে, এক বা একাধিক এপিটাক্সিয়াল স্তর থাকতে পারে। এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়াগুলিকে উপাদানের পাতলা স্তর তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা অন্তর্নিহিত স্তর থেকে রাসায়নিক গঠন এবং গঠনে একই বা ভিন্ন।

দুই ধরনের Epi প্রক্রিয়া

বৈশিষ্ট্যHomoepitaxy Heteroএপিটাক্সি

গ্রোথ লেয়ার এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ লেয়ার সাবস্ট্রেট লেয়ারের মতো একই উপাদান এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ লেয়ার হল সাবস্ট্রেট লেয়ার থেকে একটি ভিন্ন উপাদান

স্ফটিক কাঠামো এবং জালি স্তর এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের স্ফটিক কাঠামো এবং জালি ধ্রুবক একই

উদাহরণ সিলিকন সাবস্ট্রেটে উচ্চ-বিশুদ্ধতার সিলিকনের এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি

অ্যাপ্লিকেশন সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস স্ট্রাকচার যার জন্য বিভিন্ন ডোপিং লেভেলের স্তর বা কম খাঁটি সাবস্ট্রেটের উপর বিশুদ্ধ ফিল্মের প্রয়োজন হয় সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস স্ট্রাকচার যার জন্য বিভিন্ন উপকরণের স্তর প্রয়োজন বা এমন উপাদানের স্ফটিক ফিল্ম তৈরি করা যা একক স্ফটিক হিসাবে পাওয়া যায় না

Epi প্রক্রিয়া দুই ধরনের

বৈশিষ্ট্য হোমোইপিটাক্সি হেটেরোপিটাক্সি

গ্রোথ লেয়ার এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ লেয়ার সাবস্ট্রেট লেয়ারের মতো একই উপাদান এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ লেয়ার সাবস্ট্রেট লেয়ারের চেয়ে আলাদা উপাদান

ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার এবং ল্যাটিস সাবস্ট্রেট এবং এপিটাক্সিয়াল লেয়ারের স্ফটিক স্ট্রাকচার এবং ল্যাটিস কনস্ট্যান্ট একই

উদাহরণ সিলিকন স্তরে উচ্চ বিশুদ্ধতা সিলিকনের এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধি সিলিকন স্তরে গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধি

অ্যাপ্লিকেশন সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস স্ট্রাকচার যার জন্য বিভিন্ন ডোপিং লেভেলের স্তর বা কম খাঁটি সাবস্ট্রেটে বিশুদ্ধ ফিল্মের প্রয়োজন হয় সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস স্ট্রাকচার যার জন্য বিভিন্ন উপকরণের স্তর প্রয়োজন বা এমন উপাদানের স্ফটিক ফিল্ম তৈরি করা যা একক স্ফটিক হিসাবে প্রাপ্ত করা যায় না

সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এপিট্যাক্সিয়াল প্রসেসগুলিকে প্রভাবিত করার কারণগুলি

ফ্যাক্টর বিবরণ

তাপমাত্রা এপিটাক্সি হার এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্বকে প্রভাবিত করে। এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা ঘরের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি এবং মানটি এপিটাক্সির ধরণের উপর নির্ভর করে।

চাপ এপিটাক্সি হার এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্বকে প্রভাবিত করে।

ত্রুটিগুলি এপিটাক্সির ত্রুটি ত্রুটিপূর্ণ ওয়েফারের দিকে পরিচালিত করে। ত্রুটিমুক্ত এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধির জন্য এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শারীরিক অবস্থা বজায় রাখা উচিত।

কাঙ্ক্ষিত অবস্থান এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি স্ফটিকের সঠিক অবস্থানে বৃদ্ধি পাবে। প্রক্রিয়া চলাকালীন যে সমস্ত এলাকায় বৃদ্ধি কাঙ্খিত হয় না সেগুলিকে সঠিকভাবে প্রলেপ দিতে হবে যাতে বৃদ্ধি রোধ করা যায়।

স্ব-ডোপিং যেহেতু এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি উচ্চ তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, তাই ডোপ্যান্ট পরমাণু উপাদানে পরিবর্তন আনতে সক্ষম হতে পারে।

ফ্যাক্টর বর্ণনা

তাপমাত্রা এপিটাক্সি রেট এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্বকে প্রভাবিত করে। এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা ঘরের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি এবং মানটি এপিটাক্সির ধরণের উপর নির্ভর করে।

চাপ এপিটাক্সি রেট এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্বকে প্রভাবিত করে।

ত্রুটিগুলি এপিটাক্সির ত্রুটি ত্রুটিপূর্ণ ওয়েফারের দিকে পরিচালিত করে। ত্রুটিমুক্ত এপিটাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধির জন্য এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শারীরিক অবস্থা বজায় রাখা উচিত।

কাঙ্ক্ষিত অবস্থান এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি স্ফটিকের সঠিক অবস্থানে বৃদ্ধি পাবে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন যে সমস্ত অঞ্চলে বৃদ্ধি কাঙ্খিত হয় না সেগুলি বৃদ্ধি রোধ করার জন্য সঠিকভাবে প্রলেপ দেওয়া উচিত।

স্ব-ডোপিং যেহেতু এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি উচ্চ তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, তাই ডোপ্যান্ট পরমাণু উপাদানে পরিবর্তন আনতে সক্ষম হতে পারে।

এপিটাক্সিয়াল ঘনত্ব এবং হার

এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির ঘনত্ব হল এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ লেয়ারে উপাদানের প্রতি ইউনিট আয়তনে পরমাণুর সংখ্যা। তাপমাত্রা, চাপ এবং সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্রেটের প্রকারের মতো কারণগুলি এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করে। সাধারণত, এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্ব উপরের কারণগুলির সাথে পরিবর্তিত হয়। এপিটাক্সিয়াল স্তর যে গতিতে বৃদ্ধি পায় তাকে এপিটাক্সি হার বলে।

যদি এপিটাক্সি সঠিক অবস্থানে এবং অভিযোজনে বেড়ে ওঠে, তবে বৃদ্ধির হার হবে উচ্চ এবং তদ্বিপরীত। এপিটাক্সিয়াল স্তরের ঘনত্বের মতোই, এপিটাক্সির হারও তাপমাত্রা, চাপ এবং স্তর উপাদানের প্রকারের মতো শারীরিক কারণের উপর নির্ভর করে।

উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্ন চাপে এপিটাক্সিয়াল হার বৃদ্ধি পায়। এপিটাক্সির হারও নির্ভর করে সাবস্ট্রেট স্ট্রাকচার ওরিয়েন্টেশন, রিঅ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব এবং ব্যবহৃত বৃদ্ধির কৌশলের উপর।

এপিটাক্সি প্রক্রিয়া পদ্ধতি

বেশ কয়েকটি এপিটাক্সি পদ্ধতি রয়েছে:তরল ফেজ এপিটাক্সি (LPE), হাইব্রিড বাষ্প ফেজ এপিটাক্সি, কঠিন ফেজ এপিটাক্সি,পারমাণবিক স্তর জমা, রাসায়নিক বাষ্প জমা, আণবিক মরীচি এপিটাক্সি, ইত্যাদি। আসুন দুটি এপিটাক্সি প্রক্রিয়া তুলনা করি: CVD এবং MBE।

রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) আণবিক মরীচি এপিটাক্সি (MBE)

রাসায়নিক প্রক্রিয়া শারীরিক প্রক্রিয়া

একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া জড়িত যা ঘটে যখন একটি গ্যাস পূর্বসূর একটি গ্রোথ চেম্বার বা চুল্লিতে একটি উত্তপ্ত স্তরের সাথে মিলিত হয় যা জমা করা উপাদানটি ভ্যাকুয়াম অবস্থার অধীনে উত্তপ্ত হয়

ফিল্ম বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ বড় হওয়া স্তরের পুরুত্ব এবং গঠনের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ

যে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উচ্চ-মানের এপিটাক্সিয়াল স্তর প্রয়োজন সেগুলির জন্য অত্যন্ত সূক্ষ্ম এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির প্রয়োজন

সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতি আরও ব্যয়বহুল পদ্ধতি

রাসায়নিক প্রক্রিয়া শারীরিক প্রক্রিয়া

একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া জড়িত যেটি ঘটে যখন একটি গ্যাসের অগ্রদূত একটি গ্রোথ চেম্বার বা চুল্লিতে একটি উত্তপ্ত স্তরের সাথে মিলিত হয় যা জমা করা উপাদানটি ভ্যাকুয়াম অবস্থার অধীনে উত্তপ্ত হয়

পাতলা ফিল্ম বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ বড় হওয়া স্তরের পুরুত্ব এবং গঠনের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ

উচ্চ-মানের এপিটাক্সিয়াল স্তরের প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় অত্যন্ত সূক্ষ্ম এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির প্রয়োজন হয় এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়

সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতি আরও ব্যয়বহুল পদ্ধতি

অর্ধপরিবাহী উত্পাদনে এপিটাক্সি প্রক্রিয়াটি গুরুত্বপূর্ণ; এটি কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করে

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট। এটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরির অন্যতম প্রধান প্রক্রিয়া যা ডিভাইসের গুণমান, বৈশিষ্ট্য এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে।