సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎపిటాక్సీ

పొర తయారీ ప్రక్రియలో, రెండు ప్రధాన లింకులు ఉన్నాయి: ఒకటి సబ్‌స్ట్రేట్ తయారీ, మరియు మరొకటి ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియను అమలు చేయడం. సబ్‌స్ట్రేట్, సెమీకండక్టర్ సింగిల్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్‌తో జాగ్రత్తగా తయారు చేయబడిన పొర, సెమీకండక్టర్ పరికరాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి లేదా ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ ద్వారా పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి ఆధారంగా నేరుగా పొర తయారీ ప్రక్రియలో ఉంచవచ్చు.

కాబట్టి, ఏమిటిఎపిటాక్సీ? సంక్షిప్తంగా, ఎపిటాక్సీ అనేది ఒక క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఒకే క్రిస్టల్ యొక్క కొత్త పొరను మెత్తగా ప్రాసెస్ చేసిన (కటింగ్, గ్రైండింగ్, పాలిషింగ్ మొదలైనవి) పెంచడం. ఈ కొత్త సింగిల్ క్రిస్టల్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఒకే పదార్థం లేదా విభిన్న పదార్థాలతో తయారు చేయవచ్చు, తద్వారా సజాతీయ లేదా భిన్నమైన ఎపిటాక్సీని అవసరమైన విధంగా సాధించవచ్చు. కొత్తగా పెరిగిన సింగిల్ క్రిస్టల్ పొర సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క క్రిస్టల్ దశ ప్రకారం విస్తరిస్తుంది కాబట్టి, దానిని ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ అంటారు. దీని మందం సాధారణంగా కొన్ని మైక్రాన్లు మాత్రమే. సిలికాన్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ అనేది సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ పొర యొక్క పొరను సబ్‌స్ట్రేట్ వలె అదే క్రిస్టల్ విన్యాసాన్ని, నియంత్రించగల రెసిస్టివిటీ మరియు మందం మరియు సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఖచ్చితమైన లాటిస్ స్ట్రక్చర్‌తో ఒక నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ విన్యాసాన్ని పెంచడం. ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉపరితలంపై పెరిగినప్పుడు, మొత్తం ఎపిటాక్సియల్ పొర అంటారు.

సాంప్రదాయ సిలికాన్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు హై-పవర్ పరికరాలను నేరుగా సిలికాన్ పొరలపై తయారు చేయడం వలన అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్, స్మాల్ సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ మరియు కలెక్టర్ రీజియన్‌లో చిన్న సంతృప్త వోల్టేజ్ డ్రాప్ వంటి కొన్ని సాంకేతిక ఇబ్బందులు ఎదురవుతాయి. ఎపిటాక్సియల్ టెక్నాలజీ పరిచయం ఈ సమస్యలను తెలివిగా పరిష్కరిస్తుంది. తక్కువ-రెసిస్టివిటీ సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై అధిక-నిరోధకత ఎపిటాక్సియల్ పొరను పెంచడం, ఆపై అధిక-నిరోధకత ఎపిటాక్సియల్ పొరపై పరికరాలను తయారు చేయడం దీనికి పరిష్కారం. ఈ విధంగా, హై-రెసిస్టివిటీ ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ పరికరానికి అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌ను అందిస్తుంది, అయితే తక్కువ-రెసిస్టివిటీ సబ్‌స్ట్రేట్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా సంతృప్త వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ రెసిస్టెన్స్ మధ్య సమతుల్యతను సాధిస్తుంది. మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ డ్రాప్.

అదనంగా,ఎపిటాక్సియల్ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ మరియు III-V, II-VI యొక్క లిక్విడ్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ వంటి సాంకేతికతలు మరియు GaAs వంటి ఇతర పరమాణు సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు కూడా బాగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు చాలా మైక్రోవేవ్ పరికరాలు, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, శక్తి ఉత్పత్తికి అనివార్య ప్రక్రియ సాంకేతికతలుగా మారాయి. పరికరాలు, మొదలైనవి, ముఖ్యంగా మాలిక్యులర్ బీమ్ మరియు మెటల్ ఆర్గానిక్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీని పలుచని పొరలు, సూపర్‌లాటిస్‌లు, క్వాంటం బావులు, స్ట్రెయిన్డ్ సూపర్‌లాటిస్‌లు మరియు అటామిక్ థిన్ లేయర్ ఎపిటాక్సీలలో విజయవంతంగా ఉపయోగించడం, ఇది "బ్యాండ్ ఇంజనీరింగ్" అభివృద్ధికి గట్టి పునాది వేసింది. , సెమీకండక్టర్ పరిశోధన యొక్క కొత్త రంగం.

మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ పరికరాల విషయానికొస్తే, అటువంటి సెమీకండక్టర్ పరికరాలు దాదాపు అన్ని ఎపిటాక్సియల్ పొరపై తయారు చేయబడ్డాయి మరియుసిలికాన్ కార్బైడ్ పొరదానికదే సబ్‌స్ట్రేట్‌గా మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. SiC యొక్క మందం మరియు నేపథ్య క్యారియర్ ఏకాగ్రత వంటి పారామితులుఎపిటాక్సియల్పదార్థాలు నేరుగా SiC పరికరాల యొక్క వివిధ విద్యుత్ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తాయి. అధిక వోల్టేజ్ అనువర్తనాల కోసం సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాలు ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాల మందం మరియు నేపథ్య క్యారియర్ ఏకాగ్రత వంటి పారామితుల కోసం కొత్త అవసరాలను ముందుకు తెచ్చాయి. అందువల్ల, సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాల పనితీరును పూర్తిగా అమలు చేయడంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ టెక్నాలజీ నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తుంది. దాదాపు అన్ని SiC పవర్ పరికరాలు అధిక-నాణ్యత ఆధారంగా తయారు చేయబడ్డాయిSiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలు, మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొరల ఉత్పత్తి విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో ముఖ్యమైన భాగం.