ਕ੍ਰਿਸਟਲੋਗ੍ਰਾਫੀ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਦੋ ਮੁੱਖ ਸੰਕਲਪ ਹਨ, ਜੋ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਨਾਲ ਨੇੜਿਓਂ ਸਬੰਧਤ ਹਨ।
1. ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਦੀ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਅਤੇ ਗੁਣ
ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਸੂਚਕਾਂਕ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਦੋ ਜਾਲੀ ਬਿੰਦੂਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜ ਕੇ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਵਿੱਚ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ: ਹਰੇਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਅਨੰਤ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਜਾਲੀ ਬਿੰਦੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ; ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਕਈ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਪਰਿਵਾਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ; ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਪਰਿਵਾਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਾਰੇ ਜਾਲੀ ਬਿੰਦੂਆਂ ਨੂੰ ਕਵਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਦੀ ਮਹੱਤਤਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ ਦਿਸ਼ਾਤਮਕ ਪ੍ਰਬੰਧ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਣ ਵਿੱਚ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, [111] ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਖਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਤਿੰਨ ਕੋਆਰਡੀਨੇਟ ਧੁਰਿਆਂ ਦੇ ਪ੍ਰੋਜੈਕਸ਼ਨ ਅਨੁਪਾਤ 1:1:1 ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
2. ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ ਦੀ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ
ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਬੰਧ ਦਾ ਇੱਕ ਪਲੇਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਇੰਡੈਕਸ (ਮਿਲਰ ਇੰਡੈਕਸ) ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, (111) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕੋਆਰਡੀਨੇਟ ਧੁਰਿਆਂ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਦੇ ਇੰਟਰਸੈਪਟਾਂ ਦੇ ਪਰਸਪਰ 1:1:1 ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਹਨ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਵਿੱਚ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ: ਹਰੇਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਵਿੱਚ ਅਨੰਤ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਜਾਲੀ ਵਾਲੇ ਬਿੰਦੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ; ਹਰੇਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਵਿੱਚ ਅਨੰਤ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਪਲੇਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਪਰਿਵਾਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ; ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਪਰਿਵਾਰ ਪੂਰੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਕਵਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਮਿਲਰ ਸੂਚਕਾਂਕ ਦੇ ਨਿਰਧਾਰਨ ਵਿੱਚ ਹਰੇਕ ਕੋਆਰਡੀਨੇਟ ਧੁਰੇ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਦੇ ਇੰਟਰਸੈਪਟਾਂ ਨੂੰ ਲੈਣਾ, ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਰਿਸਪ੍ਰੋਕਲ ਲੱਭਣਾ, ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਸਭ ਤੋਂ ਛੋਟੇ ਪੂਰਨ ਅੰਕ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, (111) ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਵਿੱਚ x, y, ਅਤੇ z ਧੁਰਿਆਂ 'ਤੇ 1:1:1 ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਇੰਟਰਸੈਪਟ ਹਨ।
3. ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਜਹਾਜ਼ਾਂ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਥਿਤੀ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧ
ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਜਿਓਮੈਟ੍ਰਿਕ ਬਣਤਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਦੇ ਦੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੀਕੇ ਹਨ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਖਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਵਿਵਸਥਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਇੱਕ ਖਾਸ ਪਲੇਨ 'ਤੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਵਿਵਸਥਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਸ ਮੇਲ-ਜੋਲ ਹੈ, ਪਰ ਇਹ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਭੌਤਿਕ ਸੰਕਲਪਾਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਮੁੱਖ ਸਬੰਧ: ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਦਾ ਆਮ ਵੈਕਟਰ (ਭਾਵ, ਉਸ ਪਲੇਨ ਦਾ ਲੰਬਵਤ ਵੈਕਟਰ) ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, (111) ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਦਾ ਆਮ ਵੈਕਟਰ [111] ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਅਰਥ ਹੈ ਕਿ [111] ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਬੰਧ ਉਸ ਪਲੇਨ ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਹੈ।
ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ ਦੀ ਚੋਣ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ (100) ਅਤੇ (111) ਪਲੇਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਬੰਧ ਅਤੇ ਬੰਧਨ ਵਿਧੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਸਤਹ ਊਰਜਾ ਵਰਗੇ ਗੁਣ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ 'ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੇ ਹਨ।
4. ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਹਾਰਕ ਉਪਯੋਗ
ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਕਈ ਪਹਿਲੂਆਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ:
ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧਾ: ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਖਾਸ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਉਗਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ [100] ਜਾਂ [111] ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਵਧਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹਨਾਂ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਬੰਧ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਐਚਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ: ਗਿੱਲੀ ਐਚਿੰਗ ਵਿੱਚ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਐਚਿੰਗ ਦਰਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਦੇ (100) ਅਤੇ (111) ਪਲੇਨਾਂ 'ਤੇ ਐਚਿੰਗ ਦਰਾਂ ਵੱਖਰੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪਿਕ ਐਚਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਡਿਵਾਈਸ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ: MOSFET ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, (100) ਪਲੇਨ 'ਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਵਧੇਰੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇਸੇ ਕਰਕੇ ਆਧੁਨਿਕ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ MOSFET ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ (100) ਵੇਫਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰਿਸਟਲੋਗ੍ਰਾਫੀ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਦੋ ਬੁਨਿਆਦੀ ਤਰੀਕੇ ਹਨ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਦਿਸ਼ਾਤਮਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਖਾਸ ਪਲੇਨ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਦੋਵੇਂ ਸੰਕਲਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਨੇੜਿਓਂ ਸਬੰਧਤ ਹਨ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ ਦੀ ਚੋਣ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਤਕਨੀਕਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਲੇਨਾਂ ਅਤੇ ਓਰੀਐਂਟੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਬਹੁਤ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਅਕਤੂਬਰ-08-2024