ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်တွင် အထူးသဖြင့် တတိယမျိုးဆက်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း (wide bandgap semiconductor) လုပ်ငန်းကွင်းဆက်တွင် အလွှာများနှင့်၊epitaxialအလွှာများ။ ဇာတာ၏ အဓိပ္ပါယ်မှာ အဘယ်နည်းepitaxialအလွှာ? အောက်စထရိနှင့် ဆပ်စထရိတ်အကြား ကွာခြားချက်ကား အဘယ်နည်း။
မြေအောက်ရေသည် တစ်မျိုးဖြစ်သည်။wafersemiconductor တစ်ခုတည်းသော crystal ပစ္စည်းများဖြင့်ပြုလုပ်ထားသည်။ substrate သည် တိုက်ရိုက်ဝင်ရောက်နိုင်သည်။wafersemiconductor ကိရိယာများ ထုတ်လုပ်ရန် ထုတ်လုပ်မှု လင့်ခ် သို့မဟုတ် ၎င်းကို စီမံဆောင်ရွက်ပေးနိုင်သည်။epitaxialepitaxial wafers ထုတ်လုပ်ရန်လုပ်ငန်းစဉ်။ substrate သည် အောက်ခြေwafer(wafer ကိုဖြတ်ပါ၊ သင်သည်တစ်ခုပြီးတစ်ခုသေသွားနိုင်သည်၊ ထို့နောက်၎င်းကိုဒဏ္ဍာရီချစ်ပ်ပြားဖြစ်လာစေရန်ထုပ်ပိုးသည်) (တကယ်တော့ချစ်ပ်၏အောက်ခြေကိုယေဘုယျအားဖြင့် "မြေပြင်" ချိတ်ဆက်မှုအဖြစ်အသုံးပြုသောနောက်ကျောရွှေအလွှာဖြင့်ချထားသည်။ သို့သော် ၎င်းကို နောက်ကျောလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပြုလုပ်ထားသည်) နှင့် ပံ့ပိုးမှုလုပ်ဆောင်ချက် တစ်ခုလုံးကို သယ်ဆောင်သည့် အခြေစိုက်စခန်း (ချစ်ပ်အတွင်းရှိ မိုးမျှော်တိုက်ကို အလွှာပေါ်တွင် တည်ဆောက်ထားသည်)။
Epitaxy သည် ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ပွတ်တိုက်ခြင်း စသည်တို့ဖြင့် ဂရုတစိုက် စီမံဆောင်ရွက်ထားသော တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲအသစ်တစ်ခုအား ကြီးထွားစေသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရည်ညွှန်းပါသည်။ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲအသစ်သည် အလွှာနှင့် တူညီသောပစ္စည်းဖြစ်နိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် ကွဲပြားခြားနားသော ပစ္စည်းဖြစ်နိုင်ပါသည်။ (homoepitaxial သို့မဟုတ် heteroepitaxial)။
အသစ်ဖွဲ့စည်းလိုက်သော ပုံဆောင်ခဲအလွှာသည် အလွှာ၏ပုံဆောင်ခဲအဆင့်တစ်လျှောက် ကြီးထွားလာသောကြောင့်၊ ၎င်းကို epitaxial အလွှာ (များသောအားဖြင့် မိုက်ခရိုများစွာထူသော အလွှာဟုခေါ်သည်။ ဆီလီကွန် ဥပမာတစ်ခုအနေဖြင့် ယူပါ- ဆီလီကွန် epitaxial ကြီးထွားမှု၏ အဓိပ္ပါယ်မှာ ချောကလက်ဖွဲ့စည်းပုံ ခိုင်မာမှုရှိသော ပုံဆောင်ခဲတစ်လွှာကို ကြီးထွားစေရန်ဖြစ်သည်။ အချို့သော crystal orientation နှင့် မတူညီသော ခံနိုင်ရည်ရှိမှုနှင့် အထူရှိသော စီလီကွန် တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲအလွှာတစ်ခုပေါ်တွင်) နှင့် epitaxial အလွှာပါရှိသော အလွှာကို epitaxial wafer (epitaxial wafer = epitaxial layer + substrate) ဟုခေါ်သည်။ စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်မှုကို epitaxial အလွှာပေါ်တွင်လုပ်ဆောင်သည်။
Epitaxiality ကို homoepitaxiality နှင့် heteroepitaxiality ဟူ၍ ခွဲခြားထားသည်။ Homoepitaxiality သည် အလွှာပေါ်ရှိ အလွှာပေါ်ရှိ အလွှာနှင့် တူညီသော ပစ္စည်း၏ epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားစေရန် ဖြစ်သည်။ homoepitaxiality ၏ အရေးပါမှုကား အဘယ်နည်း။ - ထုတ်ကုန်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို တိုးတက်စေခြင်း။ homoepitaxiality သည် အလွှာနှင့်တူသော ပစ္စည်း၏ epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားစေရန်ဖြစ်သော်လည်း၊ ပစ္စည်းသည် တူညီသော်လည်း၊ ၎င်းသည် wafer မျက်နှာပြင်၏ ပစ္စည်း၏ သန့်စင်မှုနှင့် တူညီမှုကို တိုးတက်စေနိုင်သည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပွတ်တိုက်မှုဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော ပွတ်ဆပ်ပြာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ epitaxiality ဖြင့် ဆောင်ရွက်သော အလွှာသည် မျက်နှာပြင် ညီညာမှု၊ သန့်ရှင်းမှု မြင့်မားမှု၊ သေးငယ်သော ချို့ယွင်းချက် နည်းပါးပြီး မျက်နှာပြင် အညစ်အကြေး နည်းပါးသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ခံနိုင်ရည်သည် ပို၍တူညီပြီး မျက်နှာပြင်အမှုန်များ၊ စည်းထားသော ချို့ယွင်းချက်များနှင့် dislocation များကဲ့သို့သော မျက်နှာပြင်ချို့ယွင်းချက်များကို ထိန်းချုပ်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည်။ Epitaxy သည် ထုတ်ကုန်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးရုံသာမက ထုတ်ကုန်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကိုလည်း အာမခံပါသည်။
ဆီလီကွန် wafer အလွှာပေါ်တွင် နောက်ထပ် ဆီလီကွန်အက်တမ် epitaxial ပြုလုပ်ခြင်း၏ အကျိုးကျေးဇူးများကား အဘယ်နည်း။ CMOS ဆီလီကွန်လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ wafer အလွှာပေါ်ရှိ epitaxial ကြီးထွားမှု (EPI၊ epitaxial) သည် အလွန်အရေးကြီးသော လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်ဖြစ်သည်။
1. ကြည်လင်သော အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပါ။
ကနဦးအလွှာ ချွတ်ယွင်းချက်များနှင့် အညစ်အကြေးများ- wafer အလွှာသည် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အချို့သော ချို့ယွင်းချက်များနှင့် အညစ်အကြေးများ ရှိနိုင်ပါသည်။ epitaxial အလွှာ၏ကြီးထွားမှုသည်နောက်ဆက်တွဲစက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်အလွန်အရေးကြီးသောအလွှာပေါ်ရှိအရည်အသွေးမြင့်၊ ချို့ယွင်းမှုနှင့်ညစ်ညမ်းမှု-အာရုံစူးစိုက်မှုတစ်ခုတည်း-ပုံဆောင်ခဲဆီလီကွန်အလွှာကိုထုတ်ပေးနိုင်သည်။ တူညီသောပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ- Epitaxial ကြီးထွားမှုသည် ပိုမိုတူညီသောသလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံကိုသေချာစေပြီး၊ ဆပ်စထရိတ်ပစ္စည်းရှိ စပါးနယ်နိမိတ်များနှင့် ချွတ်ယွင်းချက်များကို လျှော့ချနိုင်ပြီး wafer တစ်ခုလုံး၏ ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။
2. လျှပ်စစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပါ။
စက်ပစ္စည်းလက္ခဏာများကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း- အလွှာပေါ်ရှိ epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားစေခြင်းဖြင့်၊ စက်၏လျှပ်စစ်စွမ်းဆောင်နိုင်မှုကို ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ရန် မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲမှုနှင့် ဆီလီကွန်အမျိုးအစားတို့ကို တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ epitaxial အလွှာ၏ဆေးသည် MOSFET ၏ တံခါးခုံဗို့အားနှင့် အခြားလျှပ်စစ်ဘောင်များကို တိကျစွာချိန်ညှိနိုင်သည်။ ယိုစိမ့်လျှောစီးမှုကို လျှော့ချပါ- အရည်အသွေးမြင့် epitaxial အလွှာများတွင် ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆ နည်းပါးပြီး စက်ပစ္စည်းအတွင်း ယိုစိမ့်နေသော လျှပ်စီးကြောင်းကို လျှော့ချပေးကာ စက်ပစ္စည်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။
3. အဆင့်မြင့် လုပ်ငန်းစဉ် ဆုံမှတ်များကို ပံ့ပိုးပါ။
အင်္ဂါရပ်အရွယ်အစားကို လျှော့ချခြင်း- ပိုမိုသေးငယ်သော လုပ်ငန်းစဉ် ဆုံမှတ်များ (ဥပမာ 7nm၊ 5nm) တွင်၊ ပိုမိုသန့်စင်ပြီး အရည်အသွေးမြင့် ပစ္စည်းများကို လိုအပ်သည့် ကိရိယာ၏ အင်္ဂါရပ်အရွယ်အစားသည် ဆက်လက်ကျုံ့သွားပါသည်။ Epitaxial ကြီးထွားမှုနည်းပညာသည် ဤလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားပြီး သိပ်သည်းဆမြင့်မားသော ပေါင်းစပ်ဆားကစ်ထုတ်လုပ်မှုကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်ပါသည်။ ပြိုကွဲဗို့အားကို မြှင့်တင်ပါ- ပါဝါမြင့် နှင့် ဗို့အားမြင့် စက်ပစ္စည်းများ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် အရေးကြီးသော ခွဲခြမ်းဗို့အား ပိုမိုမြင့်မားစေရန်အတွက် epitaxial အလွှာကို ဒီဇိုင်းထုတ်နိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပါဝါစက်ပစ္စည်းများတွင်၊ epitaxial အလွှာသည် စက်ပစ္စည်း၏ပြိုကွဲမှုဗို့အားကိုတိုးစေပြီး ဘေးကင်းသောလည်ပတ်မှုအကွာအဝေးကိုတိုးစေသည်။
4. လုပ်ငန်းစဉ် လိုက်ဖက်ညီမှုနှင့် အလွှာပေါင်းစုံဖွဲ့စည်းပုံ
အလွှာပေါင်းစုံဖွဲ့စည်းပုံ- Epitaxial ကြီးထွားမှုနည်းပညာသည် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် အလွှာပေါင်းစုံဖွဲ့စည်းပုံကို ကြီးထွားလာစေပြီး မတူညီသောအလွှာများတွင် ကွဲပြားသောဆေးပမာဏနှင့် အမျိုးအစားများ ရှိနိုင်ပါသည်။ ၎င်းသည် ရှုပ်ထွေးသော CMOS စက်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ရန်နှင့် သုံးဖက်မြင် ပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိရန်အတွက် အလွန်အသုံးဝင်သည်။ လိုက်ဖက်ညီမှု- epitaxial ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် ရှိပြီးသား CMOS ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် အလွန်သဟဇာတဖြစ်ပြီး လုပ်ငန်းစဉ်လိုင်းများကို သိသိသာသာမွမ်းမံပြင်ဆင်ခြင်းမရှိဘဲ လက်ရှိကုန်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အလွယ်တကူ ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
စာတိုက်အချိန်- ဇူလိုင် ၁၆-၂၀၂၄