سیمی کنڈکٹر ایپیٹیکسی عمل کیا ہے؟

کامل کرسٹل لائن بیس پرت پر مربوط سرکٹس یا سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز بنانا مثالی ہے۔ دیepitaxyسیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں (ای پی آئی) عمل کا مقصد ایک باریک سنگل کرسٹل لائن پرت، عام طور پر تقریباً 0.5 سے 20 مائکرون، سنگل کرسٹل لائن سبسٹریٹ پر جمع کرنا ہے۔ ایپیٹیکسی عمل سیمی کنڈکٹر آلات کی تیاری میں ایک اہم قدم ہے، خاص طور پر سلکان ویفر مینوفیکچرنگ میں۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی (ای پی آئی) عمل

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی کا جائزہ

یہ کیا ہے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی (ای پی آئی) عمل ایک کرسٹل لائن سبسٹریٹ کے اوپر دیے گئے واقفیت میں ایک پتلی کرسٹل لائن پرت کی نشوونما کی اجازت دیتا ہے۔

مقصد سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، ایپیٹیکسی کے عمل کا مقصد آلے کے ذریعے الیکٹرانوں کی نقل و حمل کو زیادہ موثر بنانا ہے۔ سیمی کنڈکٹر آلات کی تعمیر میں، epitaxy تہوں کو بہتر بنانے اور ڈھانچے کو یکساں بنانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔

عملepitaxyعمل ایک ہی مواد کے سبسٹریٹ پر اعلی طہارت کے ایپیٹیکسیل تہوں کی نشوونما کی اجازت دیتا ہے۔ کچھ سیمی کنڈکٹر مواد میں، جیسے ہیٹروجنکشن بائپولر ٹرانزسٹرز (HBTs) یا میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (MOSFETs)، ایپیٹیکسی عمل کو سبسٹریٹ سے مختلف مواد کی ایک تہہ کو اگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ایپیٹیکسی عمل ہے جو انتہائی ڈوپڈ مواد کی پرت پر کم کثافت ڈوپڈ پرت کو بڑھانا ممکن بناتا ہے۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی عمل کا جائزہ

یہ کیا ہے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی (ای پی آئی) عمل ایک کرسٹل لائن سبسٹریٹ کے اوپر دی گئی سمت میں ایک پتلی کرسٹل لائن پرت کی نشوونما کی اجازت دیتا ہے۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں مقصد، ایپیٹیکسی عمل کا مقصد آلہ کے ذریعے منتقل ہونے والے الیکٹرانوں کو زیادہ مؤثر طریقے سے بنانا ہے۔ سیمی کنڈکٹر آلات کی تعمیر میں، epitaxy تہوں کو بہتر بنانے اور ساخت کو یکساں بنانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔

epitaxy عمل ایک ہی مواد کے ذیلی حصے پر اعلی طہارت کے epitaxial تہوں کی ترقی کی اجازت دیتا ہے۔ کچھ سیمی کنڈکٹر مواد میں، جیسے ہیٹروجنکشن بائپولر ٹرانزسٹرز (HBTs) یا میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (MOSFETs)، ایپیٹیکسی عمل کو سبسٹریٹ سے مختلف مواد کی ایک تہہ کو اگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ایپیٹیکسی عمل ہے جو انتہائی ڈوپڈ مواد کی پرت پر کم کثافت والی ڈوپڈ پرت کو اگانا ممکن بناتا ہے۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسیل پروسیس کی اقسام

epitaxial عمل میں، ترقی کی سمت کا تعین بنیادی سبسٹریٹ کرسٹل سے ہوتا ہے۔ جمع کی تکرار پر منحصر ہے، ایک یا زیادہ اپیٹیکسیل پرتیں ہوسکتی ہیں۔ Epitaxial عملوں کو مواد کی پتلی تہوں کی تشکیل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو کہ کیمیائی ساخت اور ساخت میں بنیادی ذیلی جگہ سے ایک جیسی یا مختلف ہوتی ہے۔

Epi عمل کی دو اقسام

خصوصیاتHomoepitaxy Heteroepitaxy

گروتھ لیئرز ایپیٹیکسیل گروتھ لیئر سبسٹریٹ لیئر جیسا ہی مواد ہے اپیٹیکسیل گروتھ لیئر سبسٹریٹ پرت سے مختلف مواد ہے۔

کرسٹل کا ڈھانچہ اور جالی سبسٹریٹ اور اپیٹیکسیل پرت کا کرسٹل ڈھانچہ اور جالی مستقل ایک جیسے ہیں کرسٹل ڈھانچہ اور سبسٹریٹ اور اپیٹیکسیل تہہ کی جالی مستقل مختلف ہیں

مثالیں سلیکون سبسٹریٹ پر اعلی پاکیزگی والے سلکان کی ایپیٹیکسیل نمو سلیکن سبسٹریٹ پر گیلیم آرسنائیڈ کی ایپیٹیکسیل نمو

ایپلی کیشنز سیمی کنڈکٹر ڈیوائس سٹرکچر جس میں مختلف ڈوپنگ لیولز کی تہوں کی ضرورت ہوتی ہے یا کم خالص سبسٹریٹس پر خالص فلمیں سیمی کنڈکٹر ڈیوائس سٹرکچر جس میں مختلف مواد کی تہوں کی ضرورت ہوتی ہے یا ایسے مواد کی کرسٹل فلمیں بنانا جو سنگل کرسٹل کے طور پر حاصل نہیں کی جاسکتی ہیں۔

Epi عمل کی دو قسمیں

خصوصیات Homoepitaxy Heteroepitaxy

گروتھ لیئر ایپیٹیکسیل گروتھ لیئر سبسٹریٹ لیئر جیسا ہی مواد ہے اپیٹیکسیل گروتھ پرت سبسٹریٹ پرت سے مختلف مواد ہے۔

کرسٹل کا ڈھانچہ اور جالی سبسٹریٹ اور اپیٹیکسیل پرت کا کرسٹل ڈھانچہ اور جالی مستقل ایک جیسے ہیں کرسٹل کی ساخت اور سبسٹریٹ اور ایپیٹیکسیل تہہ کی جالی مستقل مختلف ہیں

مثالیں سلیکون سبسٹریٹ پر اعلی طہارت کے سلکان کی ایپیٹیکسیل نمو سلیکن سبسٹریٹ پر گیلیم آرسنائیڈ کی ایپیٹیکسیل نمو

ایپلی کیشنز سیمی کنڈکٹر ڈیوائس سٹرکچرز جن میں مختلف ڈوپنگ لیولز کی تہوں کی ضرورت ہوتی ہے یا کم خالص سبسٹریٹس پر خالص فلمیں سیمی کنڈکٹر ڈیوائس سٹرکچرز جن میں مختلف مواد کی تہوں کی ضرورت ہوتی ہے یا ایسے مواد کی کرسٹل فلمیں بناتی ہیں جو سنگل کرسٹل کے طور پر حاصل نہیں کی جا سکتیں۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسیل عمل کو متاثر کرنے والے عوامل

عوامل کی تفصیل

درجہ حرارت epitaxy کی شرح اور epitaxial تہہ کی کثافت کو متاثر کرتا ہے۔ ایپیٹیکسی کے عمل کے لیے درکار درجہ حرارت کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ ہے اور قدر کا انحصار ایپیٹیکسی کی قسم پر ہوتا ہے۔

دباؤ epitaxy کی شرح اور epitaxial تہہ کی کثافت کو متاثر کرتا ہے۔

نقائص epitaxy میں نقائص عیب دار ویفرز کا باعث بنتے ہیں۔ epitaxy کے عمل کے لیے درکار جسمانی حالات کو عیب سے پاک epitaxial تہہ کی نشوونما کے لیے برقرار رکھا جانا چاہیے۔

مطلوبہ پوزیشن کرسٹل کی صحیح پوزیشن پر ایپیٹیکسی عمل بڑھنا چاہئے۔ ان علاقوں میں جہاں عمل کے دوران نمو مطلوبہ نہیں ہوتی ہے ان کی نشوونما کو روکنے کے لیے مناسب طریقے سے کوٹنگ کی جانی چاہیے۔

خود ڈوپنگ چونکہ اعلی درجہ حرارت پر ایپیٹیکسی عمل انجام دیا جاتا ہے، ڈوپینٹ ایٹم مواد میں تبدیلیاں لانے کے قابل ہو سکتے ہیں۔

عنصر کی تفصیل

درجہ حرارت epitaxy کی شرح اور epitaxial تہہ کی کثافت کو متاثر کرتا ہے۔ epitaxial عمل کے لیے درکار درجہ حرارت کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ ہوتا ہے، اور قدر کا انحصار ایپیٹیکسی کی قسم پر ہوتا ہے۔

دباؤ epitaxy کی شرح اور epitaxial تہہ کی کثافت کو متاثر کرتا ہے۔

نقائص ایپیٹیکسی میں نقائص عیب دار ویفرز کا باعث بنتے ہیں۔ epitaxy کے عمل کے لیے درکار جسمانی حالات کو عیب سے پاک epitaxial تہہ کی نشوونما کے لیے برقرار رکھا جانا چاہیے۔

مطلوبہ مقام epitaxy عمل کو کرسٹل کے صحیح مقام پر بڑھنا چاہیے۔ ان علاقوں میں جہاں اس عمل کے دوران نمو مطلوب نہیں ہے ترقی کو روکنے کے لیے مناسب طریقے سے کوٹنگ کی جانی چاہیے۔

خود ڈوپنگ چونکہ اعلی درجہ حرارت پر ایپیٹیکسی عمل انجام دیا جاتا ہے، ڈوپینٹ ایٹم مواد میں تبدیلیاں لانے کے قابل ہو سکتے ہیں۔

ایپیٹیکسیل کثافت اور شرح

اپیٹیکسیل نمو کی کثافت ایپیٹیکسیل گروتھ پرت میں مواد کے فی یونٹ حجم کے ایٹموں کی تعداد ہے۔ درجہ حرارت، دباؤ، اور سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ کی قسم جیسے عوامل epitaxial ترقی کو متاثر کرتے ہیں۔ عام طور پر، epitaxial تہہ کی کثافت مندرجہ بالا عوامل کے ساتھ مختلف ہوتی ہے. جس رفتار سے epitaxial تہہ بڑھتی ہے اسے epitaxy ریٹ کہا جاتا ہے۔

اگر epitaxy کو مناسب جگہ اور سمت میں اگایا جائے تو شرح نمو زیادہ ہوگی اور اس کے برعکس۔ epitaxial تہہ کی کثافت کی طرح، epitaxy کی شرح بھی جسمانی عوامل پر منحصر ہے جیسے درجہ حرارت، دباؤ، اور سبسٹریٹ مواد کی قسم۔

اعلی درجہ حرارت اور کم دباؤ پر ایپیٹیکسیل کی شرح بڑھ جاتی ہے۔ ایپیٹیکسی کی شرح سبسٹریٹ ساخت کی سمت، ری ایکٹنٹس کے ارتکاز، اور استعمال ہونے والی نمو کی تکنیک پر بھی منحصر ہے۔

ایپیٹیکسی عمل کے طریقے

کئی epitaxy طریقے ہیں:مائع فیز ایپیٹیکسی (LPE), ہائبرڈ وانپ فیز ایپیٹیکسی، ٹھوس فیز ایپیٹیکسی،جوہری تہہ جمع, کیمیائی بخارات کا ذخیرہ, مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی، وغیرہ۔ آئیے دو epitaxy عملوں کا موازنہ کریں: CVD اور MBE۔

کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (CVD) مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی (MBE)

کیمیائی عمل جسمانی عمل

اس میں ایک کیمیائی رد عمل شامل ہوتا ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب گیس کا پیش خیمہ گروتھ چیمبر یا ری ایکٹر میں گرم سبسٹریٹ سے ملتا ہے جو مواد جمع کیا جانا ہے اسے ویکیوم حالات میں گرم کیا جاتا ہے۔

فلم کی نشوونما کے عمل کا قطعی کنٹرول بڑھی ہوئی پرت کی موٹائی اور ساخت کا قطعی کنٹرول

ایپلی کیشنز کے لیے جن کے لیے اعلیٰ معیار کی ایپیٹیکسیل تہوں کی ضرورت ہوتی ہے ان ایپلی کیشنز کے لیے جن کے لیے انتہائی باریک اپیٹیکسیل تہوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

سب سے زیادہ استعمال شدہ طریقہ زیادہ مہنگا طریقہ

کیمیائی عمل جسمانی عمل

اس میں ایک کیمیائی رد عمل شامل ہوتا ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب گیس کا پیش خیمہ گروتھ چیمبر یا ری ایکٹر میں گرم سبسٹریٹ سے ملتا ہے جو مواد جمع کیا جانا ہے اسے ویکیوم حالات میں گرم کیا جاتا ہے۔

پتلی فلم کی نشوونما کے عمل کا قطعی کنٹرول بڑھی ہوئی پرت کی موٹائی اور ساخت کا قطعی کنٹرول

ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے جس میں اعلی معیار کی ایپیٹیکسیل تہوں کی ضرورت ہوتی ہے

سب سے زیادہ استعمال شدہ طریقہ زیادہ مہنگا طریقہ

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایپیٹیکسی کا عمل اہم ہے۔ کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز اور انٹیگریٹڈ سرکٹس۔ یہ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس مینوفیکچرنگ میں ایک اہم عمل ہے جو ڈیوائس کے معیار، خصوصیات اور برقی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔