सब्सट्रेट बनाम एपिटैक्सी: सेमीकंडक्टर निर्माण में मुख्य भूमिकाएँ

I. सेमीकंडक्टर सबस्ट्रेट

एक अर्धचालकसब्सट्रेटअर्धचालक उपकरणों की नींव बनाता है, एक स्थिर क्रिस्टलीय संरचना प्रदान करता है जिस पर आवश्यक सामग्री परतें विकसित हो सकती हैं।सब्सट्रेटsअनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर, मोनोक्रिस्टलाइन, पॉलीक्रिस्टलाइन या अनाकार भी हो सकता है। का चुनावसब्सट्रेटअर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है।

(1) सबस्ट्रेट्स के प्रकार

सामग्री के आधार पर, सामान्य अर्धचालक सब्सट्रेट्स में सिलिकॉन-आधारित, नीलमणि-आधारित और क्वार्ट्ज-आधारित सब्सट्रेट्स शामिल हैं।सिलिकॉन आधारित सबस्ट्रेट्सउनकी लागत-प्रभावशीलता और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सब्सट्रेट्सजो अपनी उच्च क्रिस्टल गुणवत्ता और समान डोपिंग के लिए जाने जाते हैं, एकीकृत सर्किट और सौर कोशिकाओं में बड़े पैमाने पर कार्यरत हैं। बेहतर भौतिक गुणों और उच्च पारदर्शिता के लिए सराहे जाने वाले नीलमणि सबस्ट्रेट्स का उपयोग एलईडी और अन्य ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण में किया जाता है। क्वार्ट्ज सब्सट्रेट्स, जो उनकी थर्मल और रासायनिक स्थिरता के लिए मूल्यवान हैं, उच्च-स्तरीय उपकरणों में अनुप्रयोग पाते हैं।

(2)सबस्ट्रेट्स के कार्य

सब्सट्रेटsअर्धचालक उपकरणों में मुख्य रूप से दो कार्य होते हैं: यांत्रिक समर्थन और थर्मल चालन। यांत्रिक समर्थन के रूप में, सब्सट्रेट भौतिक स्थिरता प्रदान करते हैं, उपकरणों के आकार और आयामी अखंडता को बनाए रखते हैं। इसके अतिरिक्त, सब्सट्रेट डिवाइस संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी के अपव्यय की सुविधा प्रदान करते हैं, जो थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।

द्वितीय. सेमीकंडक्टर एपिटैक्सी

एपिटैक्सीइसमें रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) या आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई) जैसी विधियों का उपयोग करके सब्सट्रेट के समान जाली संरचना वाली एक पतली फिल्म का जमाव शामिल है। इस पतली फिल्म में आम तौर पर उच्च क्रिस्टल गुणवत्ता और शुद्धता होती है, जो प्रदर्शन और विश्वसनीयता को बढ़ाती हैएपिटैक्सियल वेफर्सइलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्माण में।

(1)एपिटैक्सी के प्रकार और अनुप्रयोग

सेमीकंडक्टरएपिटैक्सीआधुनिक एकीकृत सर्किट निर्माण में सिलिकॉन और सिलिकॉन-जर्मेनियम (SiGe) एपिटैक्सी सहित प्रौद्योगिकियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी पर उच्च शुद्धता वाले आंतरिक सिलिकॉन की परत उगानासिलिकॉन बिस्किटवेफर की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं। SiGe एपिटैक्सी का उपयोग करके हेटेरोजंक्शन बाइपोलर ट्रांजिस्टर (HBTs) का आधार क्षेत्र उत्सर्जन दक्षता और वर्तमान लाभ को बढ़ा सकता है, जिससे डिवाइस की कटऑफ आवृत्ति बढ़ जाती है। चयनात्मक Si/SiGe एपिटैक्सी का उपयोग करने वाले CMOS स्रोत/नाली क्षेत्र श्रृंखला प्रतिरोध को कम कर सकते हैं और संतृप्ति धारा को बढ़ा सकते हैं। तनावपूर्ण सिलिकॉन एपिटैक्सी इलेक्ट्रॉन गतिशीलता को बढ़ावा देने के लिए तन्य तनाव पेश कर सकता है, जिससे डिवाइस प्रतिक्रिया गति में सुधार होता है।

(2)एपिटैक्सी के फायदे

का प्राथमिक लाभएपिटैक्सीइसमें जमाव प्रक्रिया पर सटीक नियंत्रण निहित है, जो वांछित सामग्री गुणों को प्राप्त करने के लिए पतली फिल्म की मोटाई और संरचना के समायोजन की अनुमति देता है।एपिटैक्सियल वेफर्सबेहतर क्रिस्टल गुणवत्ता और शुद्धता प्रदर्शित करते हैं, जिससे सेमीकंडक्टर उपकरणों के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और जीवनकाल में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

तृतीय. सब्सट्रेट और एपिटैक्सी के बीच अंतर

(1)सामग्री संरचना

सब्सट्रेट्स में मोनोक्रिस्टलाइन या पॉलीक्रिस्टलाइन संरचनाएं हो सकती हैं, जबकिएपिटैक्सीके समान जाली संरचना वाली एक पतली फिल्म जमा करना शामिल हैसब्सट्रेट. इस में यह परिणामएपिटैक्सियल वेफर्समोनोक्रिस्टलाइन संरचनाओं के साथ, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्माण में बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्रदान करता है।

(2)तैयारी के तरीके

की तैयारीसब्सट्रेटsइसमें आम तौर पर भौतिक या रासायनिक तरीके शामिल होते हैं जैसे जमना, घोल का बढ़ना या पिघलना। इसके विपरीत,एपिटैक्सीसब्सट्रेट्स पर सामग्री फिल्मों को जमा करने के लिए मुख्य रूप से रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) या आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई) जैसी तकनीकों पर निर्भर करता है।

(3)उपयेाग क्षेत्र

सब्सट्रेटsमुख्य रूप से ट्रांजिस्टर, एकीकृत सर्किट और अन्य अर्धचालक उपकरणों के लिए मूलभूत सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।एपिटैक्सियल वेफर्सहालाँकि, आमतौर पर अन्य उन्नत तकनीकी क्षेत्रों के बीच ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, लेजर और फोटोडिटेक्टर जैसे उच्च-प्रदर्शन और अत्यधिक एकीकृत अर्धचालक उपकरणों के निर्माण में नियोजित होते हैं।

(4)प्रदर्शन अंतर

सबस्ट्रेट्स का प्रदर्शन उनकी संरचना और भौतिक गुणों पर निर्भर करता है; उदाहरण के लिए,मोनोक्रिस्टलाइन सबस्ट्रेट्सउच्च क्रिस्टल गुणवत्ता और स्थिरता प्रदर्शित करें।एपिटैक्सियल वेफर्सदूसरी ओर, उनमें उच्च क्रिस्टल गुणवत्ता और शुद्धता होती है, जिससे सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता होती है।

चतुर्थ. निष्कर्ष

संक्षेप में, अर्धचालकसब्सट्रेटsऔरएपिटैक्सीसामग्री संरचना, तैयारी के तरीकों और अनुप्रयोग क्षेत्रों के संदर्भ में काफी भिन्न हैं। सब्सट्रेट अर्धचालक उपकरणों के लिए मूलभूत सामग्री के रूप में काम करते हैं, यांत्रिक समर्थन और थर्मल चालन प्रदान करते हैं।एपिटैक्सीइसमें उच्च गुणवत्ता वाली क्रिस्टलीय पतली फिल्में जमा करना शामिल हैसब्सट्रेटsअर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए। सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स की गहरी समझ के लिए इन अंतरों को समझना महत्वपूर्ण है।**

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