సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎపిటాక్సీ మధ్య తేడా ఏమిటి?

పొర తయారీ ప్రక్రియలో, రెండు ప్రధాన లింక్‌లు ఉన్నాయి: ఒకటి సబ్‌స్ట్రేట్ తయారీ, మరియు మరొకటి ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ అమలు. సబ్‌స్ట్రేట్, సెమీకండక్టర్ సింగిల్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్ నుండి జాగ్రత్తగా రూపొందించబడిన పొర, సెమీకండక్టర్ పరికరాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి నేరుగా పొర తయారీ ప్రక్రియలో ఉంచవచ్చు లేదా ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియల ద్వారా దానిని మరింత మెరుగుపరచవచ్చు.

కాబట్టి, డినోటేషన్ అంటే ఏమిటి? సంక్షిప్తంగా, ఎపిటాక్సీ అనేది ఒకే క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఒకే స్ఫటికం యొక్క కొత్త పొర పెరుగుదల, అది చక్కగా ప్రాసెస్ చేయబడింది (కటింగ్, గ్రైండింగ్, పాలిషింగ్ మొదలైనవి). ఈ కొత్త సింగిల్ క్రిస్టల్ లేయర్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఒకే మెటీరియల్ లేదా విభిన్న పదార్థాలతో తయారు చేయవచ్చు, తద్వారా సజాతీయ లేదా హెటెరోపిటాక్సియల్ పెరుగుదల అవసరాన్ని బట్టి 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 ఒక నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ ఓరియంటేషన్‌తో కూడిన సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై సబ్‌స్ట్రేట్, నియంత్రించదగిన రెసిస్టివిటీ మరియు మందంతో అదే క్రిస్టల్ ఓరియంటేషన్‌తో సిలికాన్ పొరను పెంచడం. ఖచ్చితమైన జాలక నిర్మాణంతో ఒక సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ లేయర్. ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉపరితలంపై పెరిగినప్పుడు, మొత్తం ఎపిటాక్సియల్ పొర అంటారు.

సాంప్రదాయ సిలికాన్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం, సిలికాన్ పొరలపై నేరుగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక-శక్తి పరికరాలను తయారు చేయడం కొన్ని సాంకేతిక సమస్యలను ఎదుర్కొంటుంది. ఉదాహరణకు, కలెక్టర్ ప్రాంతంలో అధిక బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్, చిన్న శ్రేణి నిరోధకత మరియు చిన్న సంతృప్త వోల్టేజ్ డ్రాప్ యొక్క అవసరాలు సాధించడం కష్టం. ఎపిటాక్సీ టెక్నాలజీ పరిచయం ఈ సమస్యలను తెలివిగా పరిష్కరిస్తుంది. తక్కువ రెసిస్టివిటీ సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై అధిక-రెసిస్టివిటీ ఎపిటాక్సియల్ పొరను పెంచడం, ఆపై అధిక-రెసిస్టివిటీ ఎపిటాక్సియల్ లేయర్‌పై పరికరాలను రూపొందించడం దీనికి పరిష్కారం. ఈ విధంగా, అధిక-నిరోధకత ఎపిటాక్సియల్ పొర పరికరానికి అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌ని అందిస్తుంది, అయితే తక్కువ-రెసిస్టివిటీ సబ్‌స్ట్రేట్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా సంతృప్త వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రతిఘటన మధ్య చిన్న బ్యాలెన్స్‌ను సాధిస్తుంది. చిన్న వోల్టేజ్ డ్రాప్.

అదనంగా, ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ మరియు GaAs యొక్క ద్రవ దశ ఎపిటాక్సీ మరియు ఇతర III-V, II-VI మరియు ఇతర పరమాణు సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు వంటి ఎపిటాక్సీ సాంకేతికతలు కూడా బాగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు చాలా మైక్రోవేవ్ పరికరాలు, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరియు శక్తికి ఆధారం అయ్యాయి. పరికరాలు. ఉత్పత్తికి అనివార్యమైన ప్రక్రియ సాంకేతికతలు, ముఖ్యంగా మాలిక్యులర్ బీమ్ మరియు లోహ-సేంద్రీయ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ సాంకేతికతను సన్నని పొరలలో విజయవంతంగా ఉపయోగించడం, సూపర్‌లాటిస్‌లు, క్వాంటం బావులు, స్ట్రెయిన్డ్ సూపర్‌లాటిస్‌లు మరియు అణు-స్థాయి థిన్-లేయర్ ఎపిటాక్సీ సెమీకండక్టర్ పరిశోధనలో కొత్త రంగంగా మారాయి. "ఎనర్జీ బెల్ట్ ప్రాజెక్ట్" అభివృద్ధి గట్టి పునాది వేసింది.

మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ పరికరాల విషయానికొస్తే, దాదాపు అన్ని సెమీకండక్టర్ పరికరాలు ఎపిటాక్సియల్ లేయర్‌పై తయారు చేయబడ్డాయి మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ పొర మాత్రమే సబ్‌స్ట్రేట్‌గా పనిచేస్తుంది. SiC ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్ యొక్క మందం, నేపథ్య క్యారియర్ ఏకాగ్రత మరియు ఇతర పారామితులు నేరుగా SiC పరికరాల యొక్క వివిధ విద్యుత్ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తాయి. అధిక-వోల్టేజ్ అప్లికేషన్‌ల కోసం సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాలు ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్స్ యొక్క మందం మరియు బ్యాక్‌గ్రౌండ్ క్యారియర్ ఏకాగ్రత వంటి పారామితుల కోసం కొత్త అవసరాలను ముందుకు తెచ్చాయి. అందువల్ల, సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాల పనితీరును పూర్తిగా ఉపయోగించడంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ టెక్నాలజీ నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తుంది. దాదాపు అన్ని SiC పవర్ పరికరాల తయారీ అధిక-నాణ్యత SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎపిటాక్సియల్ పొరల ఉత్పత్తి విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో ముఖ్యమైన భాగం.