ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಸಮಗ್ರ ಅವಲೋಕನ

ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಸಮಗ್ರ ಅವಲೋಕನ

1. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹಿನ್ನೆಲೆ

ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯು ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ (IC) ಉದ್ಯಮದ ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಗಟ್ಟಿಗೊಳಿಸಿದೆ. IC ಉದ್ಯಮದ ಮೂಲಾಧಾರವಾಗಿ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಾಂತ್ರಿಕ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಇಂಡಸ್ಟ್ರಿ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್‌ನ ಮಾಹಿತಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಜಾಗತಿಕ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು $12.6 ಬಿಲಿಯನ್ ಮಾರಾಟದ ಅಂಕಿಅಂಶವನ್ನು ತಲುಪಿದ್ದು, ಸಾಗಣೆಗಳು 14.2 ಬಿಲಿಯನ್ ಚದರ ಇಂಚುಗಳಿಗೆ ಬೆಳೆದಿವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಬೇಡಿಕೆಯು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಏರುತ್ತಲೇ ಇದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಜಾಗತಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಉದ್ಯಮವು ಹೆಚ್ಚು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದ್ದು, ಅಗ್ರ ಐದು ಪೂರೈಕೆದಾರರು ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲಿನ 85% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ, ಕೆಳಗೆ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ:

• ಶಿನ್-ಎಟ್ಸು ಕೆಮಿಕಲ್ (ಜಪಾನ್)

• ಸುಮ್ಕೊ (ಜಪಾನ್)

• ಜಾಗತಿಕ ವೇಫರ್‌ಗಳು

• ಸಿಲ್ಟ್ರಾನಿಕ್ (ಜರ್ಮನಿ)

• ಎಸ್‌ಕೆ ಸಿಲ್ಟ್ರಾನ್ (ದಕ್ಷಿಣ ಕೊರಿಯಾ)

ಈ ಅಲ್ಪಾಧಿಕಾರವು ಚೀನಾವು ಆಮದು ಮಾಡಿಕೊಂಡ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಲಂಬನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದೇಶದ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಡಚಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮಾನೋಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಲಯದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಹೂಡಿಕೆ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ದೇಶೀಯ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಬಲಪಡಿಸುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ.

2. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುವಿನ ಅವಲೋಕನ

ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಉದ್ಯಮದ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, 90% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಐಸಿ ಚಿಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಅದರ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಬೇಡಿಕೆಯು ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳಿಂದಾಗಿರಬಹುದು:

1. ಸುರಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ: ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೇರಳವಾಗಿದ್ದು, ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿಯಾಗಿದೆ.

2. ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರೋಧನ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರೋಧನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ನಂತರ, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ನ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

3. ಪ್ರೌಢ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ದೀರ್ಘ ಇತಿಹಾಸವು ಇತರ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕವಾಗಿಸಿದೆ.

ಈ ಅಂಶಗಳು ಒಟ್ಟಾಗಿ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಉದ್ಯಮದ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಭರಿಸಲಾಗದಂತಾಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಂಬುದು ಆವರ್ತಕ ಜಾಲರಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ನಿರಂತರ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಚಿಪ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಉದ್ಯಮದ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ:

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅವಲೋಕನ:
ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅದಿರಿನಿಂದ ಹಲವಾರು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಹಂತಗಳ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೊದಲು, ಪಾಲಿಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಗೋಟ್ ಆಗಿ ಬೆಳೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ಇದನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಿ, ಹೊಳಪು ಮಾಡಿ, ಚಿಪ್ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ:ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ದರ್ಜೆಯಮತ್ತುಅರೆವಾಹಕ-ದರ್ಜೆಈ ಎರಡು ವಿಧಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅವುಗಳ ರಚನೆ, ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ.

• ಅರೆವಾಹಕ-ದರ್ಜೆಯ ವೇಫರ್‌ಗಳು99.999999999% ವರೆಗಿನ ಅಸಾಧಾರಣವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಏಕಸ್ಫಟಿಕೀಯವಾಗಿರುವುದು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿದೆ.

• ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ದರ್ಜೆಯ ವೇಫರ್‌ಗಳುಕಡಿಮೆ ಶುದ್ಧವಾಗಿದ್ದು, ಶುದ್ಧತೆಯ ಮಟ್ಟಗಳು 99.99% ರಿಂದ 99.9999% ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಅಂತಹ ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್-ಗ್ರೇಡ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್-ಗ್ರೇಡ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೃದುತ್ವ ಮತ್ತು ಶುಚಿತ್ವದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾನದಂಡಗಳು ಅವುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ನಂತರದ ಮೌಲ್ಯ ಎರಡನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಾರ್ಟ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್ ವಿಶೇಷಣಗಳ ವಿಕಸನವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆರಂಭಿಕ 4-ಇಂಚಿನ (100mm) ಮತ್ತು 6-ಇಂಚಿನ (150mm) ವೇಫರ್‌ಗಳಿಂದ ಪ್ರಸ್ತುತ 8-ಇಂಚಿನ (200mm) ಮತ್ತು 12-ಇಂಚಿನ (300mm) ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ.

ನಿಜವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರವು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮೆಮೊರಿ ಚಿಪ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 12-ಇಂಚಿನ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ 8-ಇಂಚಿನ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರದ ವಿಕಸನವು ಮೂರ್‌ನ ನಿಯಮ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಅಂಶಗಳೆರಡರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರವು ಅದೇ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರದೇಶದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ವೇಫರ್ ಅಂಚುಗಳಿಂದ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವಾಗ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಆಧುನಿಕ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವಸ್ತುವಾಗಿ, ಅರೆವಾಹಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳು, ಫೋಟೋಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು ಅಯಾನ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟೇಶನ್‌ನಂತಹ ನಿಖರವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ, ಹೈ-ಪವರ್ ರೆಕ್ಟಿಫೈಯರ್‌ಗಳು, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು, ಬೈಪೋಲಾರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸಾಧನಗಳು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ, 5G ಸಂವಹನಗಳು, ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಆಫ್ ಥಿಂಗ್ಸ್ ಮತ್ತು ಏರೋಸ್ಪೇಸ್‌ನಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಆರ್ಥಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ನಾವೀನ್ಯತೆಯ ಮೂಲಾಧಾರವಾಗಿದೆ.

3. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ದಿಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ (CZ) ವಿಧಾನಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಏಕಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಇದು ಒಂದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. 1917 ರಲ್ಲಿ ಜಾನ್ ಕ್ಜೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು "ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಪುಲ್ಲಿಂಗ್ವಿಧಾನ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, CZ ವಿಧಾನವನ್ನು ವಿವಿಧ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಪೂರ್ಣ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಸುಮಾರು 98% ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳು ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಮತ್ತು ಈ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ 85% CZ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

CZ ವಿಧಾನವು ಅದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ, ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಗಾತ್ರ, ತ್ವರಿತ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯಿಂದಾಗಿ ಜನಪ್ರಿಯವಾಗಿದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು CZ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಆದ್ಯತೆಯ ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

CZ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತತ್ವವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ:

CZ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ, ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚಿದ ವಾತಾವರಣದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನವೆಂದರೆಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕುಲುಮೆ, ಇದು ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕುಲುಮೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

CZ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಶುದ್ಧ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕರಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಬೀಜದ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ, ಎಳೆಯುವ ದರ ಮತ್ತು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗದಂತಹ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಬೀಜದ ಸ್ಫಟಿಕ ಮತ್ತು ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮರುಸಂಘಟನೆಯಾಗುತ್ತವೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಘನೀಕರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.

ಈ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಫಟಿಕ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ, ದೊಡ್ಡ-ವ್ಯಾಸದ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

1. ಡಿಸ್ಅಸೆಂಬಲ್ ಮತ್ತು ಲೋಡ್ ಮಾಡುವಿಕೆ: ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅಥವಾ ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳಂತಹ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳಿಂದ ಕುಲುಮೆ ಮತ್ತು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವುದು.

2. ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆ: ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಾತಕ್ಕೆ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಆರ್ಗಾನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

3. ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಪುಲ್ಲಿಂಗ್: ಬೀಜದ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಭುಜ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಸ ನಿಯಂತ್ರಣ: ಸ್ಫಟಿಕವು ಬೆಳೆದಂತೆ, ಅದರ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಅಂತ್ಯ ಮತ್ತು ಕುಲುಮೆಯ ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸುವಿಕೆ: ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ನಂತರ, ಕುಲುಮೆಯನ್ನು ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ವಿವರವಾದ ಹಂತಗಳು ಅರೆವಾಹಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ, ದೋಷ-ಮುಕ್ತ ಏಕಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತವೆ.

4. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿನ ಸವಾಲುಗಳು

ದೊಡ್ಡ ವ್ಯಾಸದ ಅರೆವಾಹಕ ಏಕಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಡಚಣೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ದೋಷಗಳನ್ನು ಊಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು:

1. ಅಸಮಂಜಸವಾದ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಇಳುವರಿ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಏಕಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪರಿಸರದ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಉಷ್ಣ, ಹರಿವು ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಂತಹ ಅಂಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ಥಿರವಾದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಅಸ್ಥಿರ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದು, ಬಹು ಭೌತಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ನಿಯಂತ್ರಣ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಅಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪನ್ನ ಇಳುವರಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಆಯಾಮಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಹಸ್ತಚಾಲಿತ ಅನುಭವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಐಸಿ ಚಿಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ತಯಾರಿಕೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು, ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟಕ್ಕಾಗಿ ನೈಜ-ಸಮಯ, ಆನ್‌ಲೈನ್ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯ ವಿಧಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ತುರ್ತಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಜೊತೆಗೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ದೊಡ್ಡ ಏಕಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಸ್ಥಿರ, ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನ ಸುಧಾರಣೆಗಳು.