एपिटैक्सियल ग्रोथ क्या है?

एपिटैक्सियल ग्रोथ एक ऐसी तकनीक है जो सब्सट्रेट के समान क्रिस्टल अभिविन्यास के साथ एक क्रिस्टल सब्सट्रेट (सब्सट्रेट) पर एक एकल क्रिस्टल परत विकसित करती है, जैसे कि मूल क्रिस्टल बाहर की ओर बढ़ा हुआ है। यह नव विकसित एकल क्रिस्टल परत चालकता प्रकार, प्रतिरोधकता आदि के मामले में सब्सट्रेट से भिन्न हो सकती है, और विभिन्न मोटाई और विभिन्न आवश्यकताओं के साथ बहु-परत एकल क्रिस्टल विकसित कर सकती है, जिससे डिवाइस डिजाइन और डिवाइस प्रदर्शन के लचीलेपन में काफी सुधार होता है। इसके अलावा, एकीकृत सर्किट में पीएन जंक्शन आइसोलेशन तकनीक और बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट में सामग्री की गुणवत्ता में सुधार के लिए एपिटैक्सियल प्रक्रिया का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एपिटैक्स का वर्गीकरण मुख्य रूप से सब्सट्रेट और एपिटैक्सियल परत की विभिन्न रासायनिक संरचनाओं और विभिन्न विकास विधियों पर आधारित है।
विभिन्न रासायनिक संरचनाओं के अनुसार, एपीटैक्सियल वृद्धि को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1. होमोएपिटैक्सियल: इस मामले में, एपिटैक्सियल परत में सब्सट्रेट के समान रासायनिक संरचना होती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन एपिटैक्सियल परतें सीधे सिलिकॉन सब्सट्रेट्स पर उगाई जाती हैं।

2. हेटेरोएपिटैक्सी: यहां, एपिटैक्सियल परत की रासायनिक संरचना सब्सट्रेट से भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, एक गैलियम नाइट्राइड एपिटैक्सियल परत एक नीलमणि सब्सट्रेट पर उगाई जाती है।

विभिन्न विकास विधियों के अनुसार, एपिटैक्सियल विकास तकनीक को भी विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1. आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई): यह एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट्स पर एकल क्रिस्टल पतली फिल्मों को विकसित करने की एक तकनीक है, जो अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में आणविक बीम प्रवाह दर और बीम घनत्व को सटीक रूप से नियंत्रित करके प्राप्त की जाती है।

2. धातु-कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव (एमओसीवीडी): यह तकनीक आवश्यक पतली फिल्म सामग्री उत्पन्न करने के लिए उच्च तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रियाएं करने के लिए धातु-कार्बनिक यौगिकों और गैस-चरण अभिकर्मकों का उपयोग करती है। यौगिक अर्धचालक सामग्रियों और उपकरणों की तैयारी में इसका व्यापक अनुप्रयोग है।

3. तरल चरण एपिटैक्सी (एलपीई): एक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट में तरल सामग्री जोड़कर और एक निश्चित तापमान पर गर्मी उपचार करने से, तरल सामग्री एक एकल क्रिस्टल फिल्म बनाने के लिए क्रिस्टलीकृत हो जाती है। इस तकनीक द्वारा तैयार की गई फिल्में सब्सट्रेट से जाली से मेल खाती हैं और अक्सर मिश्रित अर्धचालक सामग्री और उपकरणों को तैयार करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

4. वाष्प चरण एपिटैक्सी (वीपीई): आवश्यक पतली फिल्म सामग्री उत्पन्न करने के लिए उच्च तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रियाएं करने के लिए गैसीय अभिकारकों का उपयोग करता है। यह तकनीक बड़े क्षेत्र, उच्च गुणवत्ता वाली एकल क्रिस्टल फिल्में तैयार करने के लिए उपयुक्त है, और विशेष रूप से मिश्रित अर्धचालक सामग्री और उपकरणों की तैयारी में उत्कृष्ट है।

5. केमिकल बीम एपिटैक्सी (सीबीई): यह तकनीक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट्स पर सिंगल क्रिस्टल फिल्मों को विकसित करने के लिए रासायनिक बीम का उपयोग करती है, जो कि रासायनिक बीम प्रवाह दर और बीम घनत्व को सटीक रूप से नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाली एकल क्रिस्टल पतली फिल्मों की तैयारी में इसका व्यापक अनुप्रयोग है।

6. परमाणु परत एपिटैक्सी (एएलई): परमाणु परत जमाव तकनीक का उपयोग करके, आवश्यक पतली फिल्म सामग्री को एक क्रिस्टल सब्सट्रेट पर परत दर परत जमा किया जाता है। यह तकनीक बड़े क्षेत्र, उच्च गुणवत्ता वाली एकल क्रिस्टल फिल्में तैयार कर सकती है और इसका उपयोग अक्सर मिश्रित अर्धचालक सामग्री और उपकरणों को तैयार करने के लिए किया जाता है।

7. हॉट वॉल एपिटैक्सी (एचडब्ल्यूई): उच्च तापमान हीटिंग के माध्यम से, एकल क्रिस्टल फिल्म बनाने के लिए गैसीय अभिकारकों को एक क्रिस्टल सब्सट्रेट पर जमा किया जाता है। यह तकनीक बड़े क्षेत्र, उच्च गुणवत्ता वाली एकल क्रिस्टल फिल्में तैयार करने के लिए भी उपयुक्त है, और विशेष रूप से मिश्रित अर्धचालक सामग्री और उपकरणों की तैयारी में उपयोग की जाती है।