সিআইসি সাবস্ট্র্যাটের দিকনির্দেশনা কি?

যেহেতু প্রকৃত স্ফটিক অসীম নয়, তাই শেষ পর্যন্ত এটি একটি সমতলে শেষ হবে। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি পৃষ্ঠের উপর বা তার কাছাকাছি তৈরি করা হয়,তাই পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে পারেএই পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি সাধারণত স্ফটিক সমতল বা স্ফটিক দিক দ্বারা বর্ণনা করা হয়।

1. সিআইসি সাবস্ট্র্যাটের দিকনির্দেশনা

ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন: একটি ক্রিস্টাল সেল এর যেকোনো দুটি পরমাণু/অণু/আয়ন এর মধ্যে রেখা দ্বারা নির্দেশিত দিককে ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন বলা হয়।
 

ক্রিস্টাল প্লেনঃ পরমাণু / অণু / আয়নগুলির একটি সিরিজ দ্বারা গঠিত প্লেনকে ক্রিস্টাল প্লেন বলা হয়।
 

ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন সূচকঃ ইউনিট সেল একটি নির্দিষ্ট বিন্দু O গ্রহণ হিসাবে উৎস, উৎস O মাধ্যমে সমন্বয় অক্ষ X / Y / Z সেট,একক কোষের গ্রিটস ভেক্টরের দৈর্ঘ্যকে স্থানাঙ্ক অক্ষের দৈর্ঘ্যের একক হিসাবে গ্রহণ করুন, উৎপত্তি O মাধ্যমে একটি সোজা লাইন OP করতে, P বিন্দু O বিন্দু সবচেয়ে কাছের হতে প্রয়োজন, এবং এটি স্ফটিক দিক AB সমান্তরাল করতে, P বিন্দু তিনটি সমন্বয় মান নির্ধারণ,তিনটি মানকে সর্বনিম্ন পূর্ণসংখ্যা u তে রূপান্তর করুন, v, w, প্লাস বর্গাকার বন্ধনী, [uvw] হল AB এর ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন সূচক যা নির্ধারণ করা হবে। যদি u, v, বা w এর মধ্যে একটি নেতিবাচক হয়, তাহলে সংখ্যাটির উপরে নেতিবাচক চিহ্নটি রাখুন।একটি স্ফটিকের দিক যেখানে সূচক দ্বারা নির্দেশিত সমস্ত দিকগুলি সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং একে অপরের সাথে সমান্তরাল.

ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন গ্রুপঃ ক্রিস্টাল পরমাণু একই ক্রিস্টাল সেট মধ্যে সাজানো হয় ক্রিস্টাল পরিবার হিসাবে পরিচিত, যেমন ঘনক্ষেত্রীয় ক্রিস্টাল সিস্টেম, a / b / c তিনটি মান একই,[111] ক্ল্যানের মোট আটটি ক্রিস্টাল ওয়েফার ([111], [111], [1-11] এবং [11-1], [1-11], [- 11-1], [1-1-1], [1-1-1]) । এই ওরিয়েন্টেশন গ্রুপকে <111> দিয়ে চিহ্নিত করুন। একইভাবে <100> ওরিয়েন্টেশন গ্রুপে ছয়টি ওরিয়েন্টেশন রয়েছেঃ [100], [010], [001],[-100],[0-10] এবং [00-1]. যদি এটি ঘন হয় না, তাহলে ওরিয়েন্টেশন সূচকের ক্রম পরিবর্তন করে ওরিয়েন্টেশন গ্রুপটি ভিন্ন হতে পারে।

2.ওয়েফার সি এবং সি মুখের ওয়েফারের ব্যাসার্ধ, প্রাথমিক ফ্ল্যাট, সেকেন্ডারি ফ্ল্যাট এবং লেজার চিহ্নিতকরণের অবস্থানের স্কিম্যাটিক চিত্র।

3কেন <100> স্ফটিক স্তরগুলি প্রায়শই MOSFETs এর মতো শক্তি ডিভাইসগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়?

পাওয়ার ডিভাইসগুলি সাধারণত পৃষ্ঠের চ্যানেল ডিভাইস এবং পৃষ্ঠের ত্রুটির অবস্থার ঘনত্ব প্রান্তিক ভোল্টেজ এবং নির্ভরযোগ্যতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে।(100) স্ফটিক পৃষ্ঠের পারমাণবিক পৃষ্ঠ ঘনত্ব ক্ষুদ্রতম, এবং রাষ্ট্রের সংশ্লিষ্ট পারমাণবিক পৃষ্ঠ ঘনত্ব এছাড়াও ক্ষুদ্রতম। ডিভাইসের পৃষ্ঠে কম অস্যাচুরেটেড বন্ড রয়েছে,এবং ডিভাইসের পৃষ্ঠটি অক্সিডাইজড হলে কম ত্রুটি তৈরি হয়.
 

(100) স্ফটিক মুখের ছোট ঘনত্বের কারণে, তার তাপীয় অক্সিডেশন এবং ইটিং হার তুলনামূলকভাবে দ্রুত, <100> স্ফটিক দিকের প্রক্রিয়া গবেষণা প্রক্রিয়া নেতৃবৃন্দও বেশি;
<১১০> ক্রিস্টাল দিক হল সিলিকন ওয়েফারে সর্বোচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতার দিক, কারণ <১১০> ক্রিস্টাল দিকের পরমাণুগুলি তুলনামূলকভাবে ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো আছে,এবং ইলেকট্রনগুলো এই দিকে এগিয়ে যাওয়ার সময় কম বাধা পাবে।, তাই ইলেকট্রন গতিশীলতা উচ্চ। যাইহোক, <100> স্ফটিক দিক এটম অবাধে সাজানো হয়, এবং ইলেকট্রন এই দিক চলন্ত অনেক বাধা দ্বারা বাধা দেওয়া হবে,তাই ইলেকট্রন গতিশীলতা তুলনামূলকভাবে কমযদিও < 110> ওরিয়েন্টেশন সিলিকন ওয়েফার কিছু দিক থেকে ভাল পারফরম্যান্স আছে,তারা প্রায়শই তাদের টাইট গ্রিজ কাঠামো এবং উচ্চ খরচ এবং সিলিকন ওয়েফার <110> ওরিয়েন্টেশন ওয়েফারে কাটা প্রযুক্তিগত অসুবিধা কারণে ব্যবহার করা হয় না.
 

কিছু ডিভাইস লেআউট ডিজাইনে, সেল দিক বা গেট পলিক্রিস্টালিন দিক স্ক্রিপ্টিং চ্যানেলে লম্ব নয় কিন্তু স্ক্রিপ্টিং চ্যানেলের সাথে 45 ডিগ্রি কোণে রয়েছে,এর উদ্দেশ্য হল চ্যানেলের দিকনির্দেশনাকে <১১০> করতে, চার্জ ক্যারিয়ারের গতিশীলতা বৃদ্ধি, ক্ষতি হ্রাস, ভিন্ন বিন্যাস দিক ছাড়াও, ওয়েফারের সামগ্রিক চাপের ধারাবাহিকতাও উপকারী। পরে,ক্রমবর্ধমান গ্রুভ টাইপ ডিভাইস ছিল, এবং চ্যানেল চার্জ ক্যারিয়ারের দিকটি স্ফটিক সমতলটির লম্ব ছিল, তাই গতিশীলতার উন্নতির ক্ষেত্রে অন্য দিকটি পরিবর্তন করা খুব কম গুরুত্বপূর্ণ ছিল।

40nm এর আগে, সিএমওএস প্রক্রিয়াগুলি <100> স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন সাবস্ট্র্যাট ব্যবহার করে। 28nm এ, পিএমওএসের গতিশীলতা সর্বাধিক করার জন্য, শিল্পটি <110> স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন সাবস্ট্র্যাট ব্যবহার করে।এই দিকে।, পিএমওএস চ্যানেলটি সংকোচনের চাপের প্রতি সবচেয়ে সংবেদনশীল, তাই গতিশীলতা সর্বাধিক পরিমাণে উন্নত করা যেতে পারে।২৮ এনএম প্রক্রিয়াটি হোলের গতিশীলতা অপ্টিমাইজ করার জন্য সোর্স ফুটো জার্মানিয়াম সিলিকন স্ট্রেস প্রযুক্তি ব্যবহার করবে, যা <100> স্ফটিক দিকের প্রায় 20% দ্বারা উন্নত করা যেতে পারে। যদিও <110> দিকনির্দেশের সিলিকন ওয়েফারগুলি তাদের টাইট গ্রিড কাঠামোর কারণে কিছু দিক থেকে আরও ভাল পারফরম্যান্স রয়েছে,সিলিকন ওয়েফারগুলি আরও ব্যয়বহুল এবং প্রযুক্তিগতভাবে <110> ওরিয়েন্টেশন ওয়েফারে কাটা কঠিন.

4. কেন SiC শক্তি ডিভাইস প্রায়ই 4H-SiC স্ফটিক কাঠামো এবং <0001> wafers তৈরি করা হয়?

SiC এর বিভিন্ন স্ফটিক প্রকারের মধ্যে, 3C-SiC এর বন্ড শক্তি সর্বনিম্ন, গ্রিট-মুক্ত শক্তি সর্বোচ্চ, এবং সহজ নিউক্লিয়াশন, কিন্তু এটি মেটা-স্থিতিশীল অবস্থায় রয়েছে,নিম্ন স্থিতিশীলতা এবং সহজ কঠিন ফেজ স্থানান্তর সহ. বহিরাগত অবস্থার প্রভাবের অধীনে ফেজ ট্রানজিশন হওয়ার সম্ভাবনা বেশি। অতএব, বহিরাগত অবস্থার পরিবর্তন করে,3C-SiC ফেজ রূপান্তর এবং অন্যান্য স্ফটিক ফর্ম হতে পারে.

নিম্নলিখিতটি 4H-SiC এবং 6H-SiC এর মধ্যে পারফরম্যান্স পার্থক্যের একটি নির্দিষ্ট তুলনা, কেন SiC পাওয়ার ডিভাইসগুলি সাধারণত 4H-SiC স্ফটিক কাঠামো ব্যবহার করে তা জানতেঃ

4H SiC এবং 6H-SiC এর মধ্যে প্রধান পার্থক্যগুলি তাদের স্ফটিক কাঠামো, শারীরিক বৈশিষ্ট্য এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে রয়েছে।4H SiC এর একটি ABCB স্ট্যাকিং অর্ডার এবং 6H-SiC এর ABABAB স্ট্যাকিংয়ের তুলনায় একটি উচ্চতর প্রতিসমতা রয়েছেএই সিমিট্রি পার্থক্যটি স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে, যার ফলে 4H-sic এর কম ত্রুটি ঘনত্ব এবং আরও ভাল স্ফটিকের গুণমান হয়।4 এইচ-সিসি সি-অক্ষ বরাবর উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চতর ক্যারিয়ার গতিশীলতা প্রদর্শন করে, এটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশন যেমন MOSFETs, Schottky ডায়োড, এবং দ্বি-ধ্রুবক জংশন ট্রানজিস্টর জন্য উপযুক্ত।6H-SiC এর গভীর স্তরের ত্রুটি কম এবং ক্যারিয়ার পুনরায় সংমিশ্রণের হার কম, যা উচ্চ মানের সাবস্ট্র্যাট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও উপযুক্ত, যেমন উচ্চ মানের সাবস্ট্র্যাট অ্যাপ্লিকেশন, এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধি এবং বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলির উত্পাদন।দুটি স্ফটিক কাঠামোর মধ্যে পছন্দ অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা এবং তার উদ্দেশ্যে অ্যাপ্লিকেশন উপর নির্ভর করে.

5. কেন SiC পাওয়ার ডিভাইসের ওয়েফার ওরিয়েন্টেশন প্রায়ই <0001> হয়?

সিলিকন এর স্ফটিক দৃষ্টিভঙ্গি বিশ্লেষণ অনুযায়ী, 4H-SiC <0001> এর স্ফটিক কাঠামোর নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছেঃ

ক্রিস্টাল কাঠামোর সুবিধাঃ

সিআইসি উপাদানের ওয়েফারের কাঠামোর <0001> স্ফটিকের দিকের একটি ভাল গ্রিড ম্যাচ রয়েছে, যা ওয়েফারের বৃদ্ধি এবং উত্পাদন প্রক্রিয়াতে উচ্চ স্ফটিকের গুণমান এবং ওয়েফারের অখণ্ডতা সক্ষম করে।

<0001> দৃষ্টিভঙ্গি একটি উচ্চ মানের SiC-SiO2 ইন্টারফেস প্রাপ্তির জন্য অনুকূল যা ইন্টারফেস অবস্থা একটি কম ঘনত্ব সঙ্গে একটি SiC-সি বন্ড পৃষ্ঠ গঠন করতে পারেন।

<0001> স্ফটিকের দিকের পৃষ্ঠটি তুলনামূলকভাবে সমতল, যা উচ্চ মানের epitaxial ফিল্ম বৃদ্ধির জন্য অনুকূল।<0001> এর স্ফটিক দিকের কার্বন পরমাণুর ঘনত্ব বেশি, যা ডিভাইসের বিচ্ছিন্নতা নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা উচ্চতর ভাঙ্গন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তীব্রতা পেতে অনুকূল।

তাপ পরিবাহিতা সুবিধাঃ

SiC উপাদান একটি খুব উচ্চ তাপ পরিবাহিতা আছে, যা শক্তি ডিভাইস অপারেশন সময় আরো দক্ষ তাপ অপসারণ সক্ষম। <0001> SiC ওয়েফার উচ্চ তাপ পরিবাহিতা আছে,যা চিপের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করে এবং পাওয়ার ডিভাইসের শক্তি ঘনত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে সহায়তা করে.

ডিভাইস পারফরম্যান্স সুবিধাঃ <0001> সিআইসি ওয়েফার কম ফুটো বর্তমান এবং উচ্চতর ব্রেকডাউন ভোল্টেজ অর্জন করতে পারে।সিআইসি ওয়েফারের আরও বেশি ক্যারিয়ার গতিশীলতা এবং একটি বড় স্বতঃস্ফূর্ত মেরুকরণ প্রভাব রয়েছে, যা MOSFET চ্যানেলের ইলেকট্রন ঘনত্ব বাড়াতে ব্যবহার করা যেতে পারে, পরিবাহী অবস্থায় পরিবাহী স্রোত উন্নত,এবং ডিভাইসের সুইচিং গতি এবং অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি উন্নত করতে সাহায্য করে.