एपिटॅक्सी आणि सीव्हीडीमध्ये काय फरक आहेत?

चिप मॅन्युफॅक्चरिंगच्या थिन-फिल्म डिपॉझिशन प्रक्रियेत, दोन तंत्रज्ञानाचा सहसा एकत्र उल्लेख केला जातो, तरीही ते मूलभूतपणे भिन्न असतात- एपिटॅक्सी आणि रासायनिक वाष्प निक्षेप. ते चुलत भावांसारखे आहेत, दोघेही "वाष्प वाढ" कुटुंबातील आहेत, परंतु भिन्न वैशिष्ट्ये आणि सामर्थ्यांसह. कधीकधी, ते स्पष्टपणे वेगळे असतात; इतर वेळी, ते एकमेकांमध्ये रूपांतरित होऊ शकतात आणि विशिष्ट परिस्थितीत एकत्र राहू शकतात.

I. मूलभूत फरक: एक कॉपी करणे, दुसरे ग्राफिटी

केमिकल वाफ डिपॉझिशन (CVD) ही सर्वात सामान्य पातळ फिल्म डिपॉझिशन पद्धत आहे. त्याचे तत्त्व सोपे आहे: लक्ष्य घटक असलेला वायू प्रतिक्रिया कक्षात आणला जातो, जेथे गरम झालेल्या वेफरच्या पृष्ठभागावर रासायनिक अभिक्रिया होते, ज्यामुळे एक घन पातळ फिल्म तयार होते. प्रक्रियेच्या परिस्थितीनुसार CVD-निर्मित चित्रपट पॉलीक्रिस्टलाइन, आकारहीन किंवा सिंगल-क्रिस्टलाइन असू शकतात. हे भिंत रंगवण्यासारखे आहे—भिंतीच्या क्रिस्टल स्ट्रक्चरची पर्वा न करता, पेंट फक्त फिल्ममध्ये घट्ट होतो. CVD- जमा केलेले सिलिकॉन डायऑक्साइड, सिलिकॉन नायट्राइड, पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, इत्यादींना सब्सट्रेटशी कडक जाळी जुळणारी आवश्यकता नसते.

दुसरीकडे, एपिटाफिंग ही CVD कुटुंबातील एक "उत्तम शाखा" आहे. त्याच्या आवश्यकता अधिक कडक आहेत: जमा केलेल्या फिल्ममध्ये सब्सट्रेट सारखीच क्रिस्टल रचना आणि अभिमुखता असणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये थराच्या जाळीच्या व्यवस्थेची उत्तम प्रकारे प्रतिकृती तयार करण्यासाठी अणू एक थर "वाढत" असतात. Epitaxy हे विटा कॉपी करण्यासाठी समान टेम्पलेट वापरण्यासारखे आहे—नवीन बांधलेल्या भिंतीने जुन्या भिंतीच्या विटांचे सांधे उत्तम प्रकारे संरेखित केले पाहिजेत. एपिटॅक्सियल लेयर्स सामान्यत: सिंगल-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन, जर्मेनियम सिलिकॉन, सिलिकॉन कार्बाइड इ. असतात, ज्याचा वापर ट्रान्झिस्टरचे सक्रिय प्रदेश आणि हेटरोजंक्शन यासारख्या प्रमुख संरचना तयार करण्यासाठी केला जातो.

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, सर्व एपिटॅक्सी सीव्हीडी आहेत, परंतु सर्व सीव्हीडी एपिटॅक्सी नाहीत. Epitaxy हा CVD चा एक "सिंगल-क्रिस्टल प्रतिकृती" मोड आहे जो विशिष्ट परिस्थितीत साध्य केला जातो.

II. प्रक्रियेच्या अटींमध्ये फरक

CVD मध्ये खूप विस्तृत प्रक्रिया विंडो आहे. तापमान खोलीच्या तापमानापासून हजारो अंश सेल्सिअसपर्यंत असू शकते, वातावरणाचा दाब काही पास्कल्सपर्यंत असू शकतो आणि वायूंचे प्रकार अत्यंत वैविध्यपूर्ण आहेत. कोणतीही प्रक्रिया जी वायूला प्रतिक्रिया देते आणि घन पातळ फिल्म बनवते तिला CVD असे म्हणतात. प्लाझ्मा-वर्धित CVD सिलिकॉन नायट्राइड 300-400°C, कमी-दाब CVD 600-700°C वर, आणि वातावरणाचा दाब CVD 900°C पेक्षा जास्त तापमानात, सिलिकॉन डायऑक्साइड जमा करू शकतो. CVD ला सब्सट्रेटसाठी जवळजवळ कोणतीही आवश्यकता नसते—सिलिकॉन, काच, धातू आणि अगदी प्लास्टिक (कमी-तापमानाच्या परिस्थितीत) सर्व जमा केले जाऊ शकतात.

दुसरीकडे, एपिटाफिंगमध्ये प्रक्रिया विंडो खूपच अरुंद आहे. एक परिपूर्ण एकल-क्रिस्टल थर वाढवण्यासाठी, तीन कठोर अटी पूर्ण केल्या पाहिजेत.

प्रथम, सब्सट्रेट सिंगल-क्रिस्टल असणे आवश्यक आहे. एपिटॅक्सियल लेयर ही सब्सट्रेटच्या क्रिस्टल जाळीची एक निरंतरता आहे; जर सब्सट्रेट स्वतः पॉलीक्रिस्टलाइन किंवा आकारहीन असेल, तर सिंगल-क्रिस्टल एपिटॅक्सियल लेयर वाढू शकत नाही.

दुसरे म्हणजे, तापमान पुरेसे उच्च असणे आवश्यक आहे. सिलिकॉन एपिटॅक्सीसाठी, तापमान सामान्यतः 1000-1200°C असते; सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सीसाठी, तापमान 1500-1600 डिग्री सेल्सियसपर्यंत पोहोचू शकते. उच्च तापमान शोषलेल्या अणूंसाठी पृष्ठभागाची पुरेशी गतिशीलता प्रदान करते, ज्यामुळे त्यांना क्रिस्टल जाळीमध्ये त्यांची योग्य स्थिती शोधता येते.

तिसरे, वाढीचा दर मंद असावा. खूप वेगवान दरामुळे अणूंना "लाइन अप" करण्यासाठी पुरेसा वेळ मिळत नाही, परिणामी पॉलीक्रिस्टलाइन संरचना किंवा दोष निर्माण होतात. सिलिकॉन एपिटॅक्सीचा सामान्य वाढ दर 0.1-1 मायक्रोमीटर प्रति मिनिट आहे, तर पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉनचे सीव्हीडी जमा करणे 10 मायक्रोमीटर प्रति मिनिट सहज पोहोचू शकते.

शिवाय, एपिटॅक्सीला चेंबरची अत्यंत उच्च स्वच्छता आवश्यक आहे; कोणताही अशुद्धता अणू एक दोष केंद्र बनू शकतो, सिंगल क्रिस्टलच्या अखंडतेशी तडजोड करतो.

III. आंतरपरिवर्तन

काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, एपिटॅक्सी आणि सीव्हीडी परस्पर रूपांतरित केले जाऊ शकतात.

CVD पासून Epitaxy पर्यंत: जर सब्सट्रेट मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन असेल, आणि जमा करण्याचे तापमान पुरेसे उच्च असेल आणि वाढीचा दर पुरेसा मंद असेल, तर CVD प्रक्रिया, जी सामान्यतः पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन तयार करेल, मोनोक्रिस्टलाइन एपिटॅक्सीमध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, 900°C खाली सिलेनसह डिपॉझिशन पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन मिळते; सिलेन आंशिक दाब कमी करताना तापमान 1050°C पर्यंत वाढवल्याने मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सब्सट्रेटवर मोनोक्रिस्टलाइन एपिटॅक्सियल लेयरची वाढ होऊ शकते. हे एपिटॅक्सियल वाढीचे मूलभूत तत्त्व आहे - पृष्ठभागाच्या प्रसाराचा दर वाढवून, अणूंना जाळीची स्थिती "शोधण्याची" संधी असते.

Epitaxy पासून CVD पर्यंत: जर तापमान पुरेसे जास्त नसेल, किंवा वाढीचा दर खूप वेगवान असेल, तर एपिटॅक्सियल प्रक्रिया पॉलीक्रिस्टलाइन किंवा आकारहीन डिपॉझिशनमध्ये "डिजनरेट" होईल. उदाहरणार्थ, कमी तापमानात सिलिकॉन वाढवण्याचा प्रयत्न केल्यास अनाकार सिलिकॉन होऊ शकतो; उच्च दरात एपिटॅक्सी पॉलीक्रिस्टलाइन घटकांचा परिचय देऊ शकते. उद्योगात, हे "अधोगती" काहीवेळा मुद्दाम पॉलिक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पातळ फिल्म्स वाढवण्यासाठी वापरले जाते. उदाहरणार्थ, खंदक भरताना, आकारहीन सिलिकॉनचा थर प्रथम कमी तापमानावर बफर म्हणून जमा केला जातो आणि नंतर तो स्फटिक बनवण्यासाठी उच्च तापमानावर ॲनिल केला जातो.

IV. सहअस्तित्व आणि सहजीवन

प्रगत उत्पादन प्रक्रियांमध्ये, एपिटॅक्सी आणि सीव्हीडी अनेकदा एकाच उपकरणांमध्ये एकत्र राहतात आणि त्याच प्रक्रियेच्या टप्प्यात सहकार्य देखील करतात.

निवडक एपिटॅक्सी हे एक नमुनेदार उदाहरण आहे. सोर्स-ड्रेन लिफ्ट प्रक्रियेमध्ये, एपिटॅक्सियल सिलिकॉन निवडकपणे उघड मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन क्षेत्रांमध्ये वाढणे आवश्यक आहे, तर सिलिकॉन डायऑक्साइड किंवा सिलिकॉन नायट्राइड अलगाव क्षेत्रांमध्ये काहीही वाढत नाही. ही प्रक्रिया प्रत्यक्षात एपिटॅक्सी आणि सीव्हीडी यांच्यातील एक "स्पर्धा" आहे—मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनच्या पृष्ठभागावर, अणू वेगाने स्थलांतर करू शकतात आणि एपिटॅक्सियल लेयर तयार करण्यासाठी जाळीची स्थिती शोधू शकतात; इन्सुलेट पृष्ठभागांवर, अणू न्यूक्लिएशन मंद असते आणि अंतिम जमा केलेले पॉलीक्रिस्टलाइन किंवा आकारहीन पदार्थ निवडकपणे खोदले जाऊ शकतात.

Epitaxy आणि Polycrystalline चे सतत डिपॉझिशन: 3D NAND मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, काहीवेळा प्रथम epitaxially मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनला सीड लेयर म्हणून वाढवणे आवश्यक असते आणि नंतर खंदक भरण्यासाठी पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन जमा करण्यासाठी CVD मोडवर स्विच करणे आवश्यक असते. समान एपिटॅक्सियल उपकरणे तापमान आणि वायूचे प्रमाण समायोजित करून मोनोक्रिस्टलाइन आणि पॉलीक्रिस्टलाइन मोडमध्ये मुक्तपणे स्विच करू शकतात.

Epitaxy + स्ट्रेन्ड सिलिकॉन टेक्नॉलॉजीमध्ये डिपॉझिशन: जर्मेनियम सिलिकॉन हे पीएमओएसच्या स्त्रोत आणि निचरा क्षेत्रांमध्ये एपिटॅक्सी पद्धतीने वाढले आहे आणि त्यावर एक सिलिकॉन नायट्राइड स्ट्रेस पॅड एकाच वेळी CVD जमा केला जातो. चॅनेल संकुचित ताण आणण्यासाठी आणि छिद्र गतिशीलता सुधारण्यासाठी दोघे एकत्र काम करतात.

V. निष्कर्ष

Epitaxy आणि CVD दोन भिन्न दृष्टीकोनांचे प्रतिनिधित्व करतात: एक, "अणु-स्तरीय परिपूर्ण प्रतिकृती" चा शोध आणि दुसरा, "कार्यक्षम चित्रपट निर्मिती" चा व्यावहारिकता. ते गॅस-फेज रासायनिक अभिक्रियांची मूलभूत तत्त्वे सामायिक करतात, तरीही क्रिस्टल गुणवत्ता, तापमान खिडकी आणि वाढीचा दर या संदर्भात लक्षणीय भिन्न आहेत. तापमान आणि दर समायोजित करून, ते परस्पर रूपांतरित केले जाऊ शकतात; कल्पक प्रक्रिया डिझाइनद्वारे, ते एकाच उपकरणावर एकत्र राहू शकतात आणि त्याच प्रक्रियेत कार्य करू शकतात. या दोन चुलत भावांमधील हे सुसंवादी सहकार्य आहे जे चिप्सना दोन्ही परिपूर्ण सिंगल-क्रिस्टल चॅनेल आणि घनदाट पॉलीक्रिस्टलाइन गेट्स आणि इन्सुलेट डायलेक्ट्रिक थर ठेवण्याची परवानगी देते, एकत्रितपणे काम करणाऱ्या अब्जावधी ट्रान्झिस्टरच्या भव्य इमारतीला आधार देते.

Semicorex उच्च-गुणवत्तेची ऑफर करतेसीव्हीडी कोटिंग उत्पादने. आपल्याकडे काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.

संपर्क फोन # +86-13567891907

ईमेल: sales@semicorex.com