epitaxial වර්ධනය යනු කුමක්ද?

Epitaxial Growth යනු මුල් ස්ඵටිකය පිටතට දික් වූවාක් මෙන්, උපස්ථරයට සමාන ස්ඵටික දිශානතියක් ඇති තනි ස්ඵටික උපස්ථරයක් (උපස්ථරයක්) මත තනි ස්ඵටික ස්ථරයක් වර්ධනය කරන තාක්ෂණයකි. මෙම අලුතින් වැඩුණු තනි ස්ඵටික ස්තරය, සන්නායකතා වර්ගය, ප්‍රතිරෝධය යනාදී වශයෙන් උපස්ථරයට වඩා වෙනස් විය හැකි අතර, විවිධ ඝනකම් සහ විවිධ අවශ්‍යතා සහිත බහු-ස්ථර තනි ස්ඵටික වර්ධනය කළ හැකි අතර, එමඟින් උපාංග සැලසුමේ සහ උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වයේ නම්‍යශීලී බව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කරයි. මීට අමතරව, ඒකාබද්ධ පරිපථවල PN හන්දි හුදකලා තාක්ෂණයේ සහ මහා පරිමාණ ඒකාබද්ධ පරිපථවල ද්‍රව්‍යවල ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කිරීමේදී epitaxial ක්‍රියාවලිය බහුලව භාවිතා වේ.

epitaxy වර්ගීකරණය ප්‍රධාන වශයෙන් උපස්ථරයේ සහ epitaxial ස්ථරයේ විවිධ රසායනික සංයුතිය සහ විවිධ වර්ධන ක්‍රම මත පදනම් වේ.

විවිධ රසායනික සංයුතියට අනුව, epitaxial වර්ධනය වර්ග දෙකකට බෙදිය හැකිය:

1. සමලිංගික:

මෙම අවස්ථාවේ දී, epitaxial ස්ථරය උපස්ථරයට සමාන රසායනික සංයුතිය ඇත. නිදසුනක් ලෙස, සිලිකන් උපස්ථර මත සිලිකන් එපිටාක්සියල් ස්ථර සෘජුවම වගා කෙරේ.

2. Heteroepitaxy:

මෙහිදී, epitaxial ස්ථරයේ රසායනික සංයුතිය උපස්ථරයට වඩා වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, නිල් මැණික් උපස්ථරයක් මත ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් එපිටැක්සියල් ස්ථරයක් වගා කෙරේ.

විවිධ වර්ධන ක්‍රමවලට අනුව, epitaxial වර්ධන තාක්ෂණය ද විවිධ වර්ගවලට බෙදිය හැකිය:

1. අණුක කදම්භ එපිටැක්සි (MBE):

මෙය තනි ස්ඵටික උපස්ථර මත තනි ස්ඵටික තුනී පටල වර්ධනය කිරීමේ තාක්ෂණයක් වන අතර, අධි-ඉහළ රික්තකයේ අණුක කදම්භ ප්‍රවාහ අනුපාතය සහ කදම්භ ඝනත්වය නිශ්චිතව පාලනය කිරීම මගින් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.

2. ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (MOCVD):

මෙම තාක්ෂණය මගින් අවශ්‍ය තුනී පටල ද්‍රව්‍ය ජනනය කිරීම සඳහා අධික උෂ්ණත්වවලදී රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සිදු කිරීම සඳහා ලෝහ-කාබනික සංයෝග සහ වායු-අදියර ප්‍රතික්‍රියාකාරක භාවිතා කරයි. එය සංයුක්ත අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සහ උපාංග සකස් කිරීමේදී පුළුල් යෙදුම් ඇත.

3. දියර අවධි එපිටැක්සි (LPE):

තනි ස්ඵටික උපස්ථරයකට ද්රව ද්රව්ය එකතු කිරීම සහ නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී තාප පිරියම් කිරීම සිදු කිරීම, ද්රව ද්රව්ය තනි ස්ඵටික පටලයක් සෑදීමට ස්ඵටික වේ. මෙම තාක්ෂණය මගින් සකස් කරන ලද චිත්‍රපට උපස්ථරයට දැලිස ගැලපෙන අතර බොහෝ විට සංයෝග අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය සහ උපාංග සකස් කිරීමට යොදා ගනී.

4. වාෂ්ප අදියර epitaxy (VPE):

අවශ්‍ය තුනී පටල ද්‍රව්‍ය ජනනය කිරීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සිදු කිරීමට වායුමය ප්‍රතික්‍රියාකාරක භාවිතා කරයි. මෙම තාක්ෂණය විශාල ප්රදේශයක්, උසස් තත්ත්වයේ තනි ස්ඵටික පටල සකස් කිරීම සඳහා සුදුසු වන අතර, සංයෝග අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සහ උපාංග සකස් කිරීමේදී විශේෂයෙන් කැපී පෙනේ.

5. රසායනික කදම්භ epitaxy (CBE):

මෙම තාක්ෂණය තනි ස්ඵටික උපස්ථර මත තනි ස්ඵටික පටල වර්ධනය කිරීම සඳහා රසායනික කදම්බ භාවිතා කරයි, එය රසායනික කදම්භ ප්රවාහ අනුපාතය සහ කදම්භ ඝනත්වය නිශ්චිතව පාලනය කිරීම මගින් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ. උසස් තත්ත්වයේ තනි ස්ඵටික තුනී පටල සකස් කිරීමේදී එය පුළුල් යෙදුම් ඇත.

6. පරමාණුක ස්තර එපිටැක්සි (ALE):

පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් කිරීමේ තාක්ෂණය භාවිතයෙන්, අවශ්‍ය තුනී පටල ද්‍රව්‍ය තනි ස්ඵටික උපස්ථරයක් මත ස්ථරයෙන් ස්ථරයක් තැන්පත් කරනු ලැබේ. මෙම තාක්ෂණයට විශාල ප්‍රදේශයක්, උසස් තත්ත්වයේ තනි ස්ඵටික පටලයක් සකස් කළ හැකි අතර බොහෝ විට සංයෝග අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය සහ උපාංග සකස් කිරීමට භාවිතා කරයි.

7. Hot wall epitaxy (HWE):

අධි-උෂ්ණත්ව උණුසුම හරහා, වායුමය ප්‍රතික්‍රියාකාරක තනි ස්ඵටික උපස්ථරයක් මත තැන්පත් කර තනි ස්ඵටික පටලයක් සාදයි. මෙම තාක්ෂණය විශාල ප්රදේශයක්, උසස් තත්ත්වයේ තනි ස්ඵටික පටල සකස් කිරීම සඳහා ද සුදුසු වන අතර, විශේෂයෙන් සංයුක්ත අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සහ උපාංග සැකසීම සඳහා භාවිතා වේ.