Crystal planes နှင့် crystal orientation တို့သည် crystallography တွင် core concept နှစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ silicon-based integrated circuit technology တွင် crystal structure နှင့် နီးကပ်စွာဆက်စပ်နေသည်။
1. Crystal Orientation ၏အဓိပ္ပါယ်နှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ
Crystal orientation သည် ပုံမှန်အားဖြင့် crystal orientation indices များဖြင့် ဖော်ပြသော crystal တစ်ခုအတွင်း တိကျသော ဦးတည်ချက်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ Crystal orientation ကို ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံအတွင်း ရာဇမတ်ကွက်အမှတ်နှစ်ခုကို ချိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားပြီး ၎င်းတွင် အောက်ပါလက္ခဏာများ ရှိသည်- ပုံဆောင်ခဲ တိမ်းညွှတ်မှုတစ်ခုစီတွင် ကန့်လန့်ဖြတ်အမှတ်များပါရှိသည်။ တစ်ခုတည်းသော crystal orientation သည် crystal orientation family ကိုဖွဲ့စည်းထားသော parallel crystal orientations များစွာပါ၀င်သည် ။ crystal orientation family သည် crystal အတွင်းရှိ ရာဇမတ်ကွက်များအားလုံးကို ဖုံးအုပ်ထားသည်။
crystal orientation ၏ အရေးပါမှုသည် ပုံဆောင်ခဲအတွင်းမှ အက်တမ်များ၏ ဦးတည်ရာ အစီအစဉ်ကို ညွှန်ပြရာတွင် တည်ရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ [111] crystal orientation သည် coordinate axes သုံးခု၏ projection ratios 1:1:1 ရှိသည့် သီးခြား ဦးတည်ချက်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။
2. Crystal Planes များ၏ အဓိပ္ပါယ်နှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ
crystal plane သည် crystal plane indices ( Miller indices ) ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသော ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုအတွင်း အက်တမ်ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ (111) သည် သြဒီနိတ်ဝင်ရိုးပေါ်ရှိ ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်၏ ကြားဖြတ်အစီအစဥ်များသည် 1:1:1 အချိုးတွင်ရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်တွင် အောက်ပါဂုဏ်သတ္တိများ ပါရှိသည်- ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်တစ်ခုစီတွင် ကွက်တိပ်အမှတ်များ မရေမတွက်နိုင်သော အရေအတွက်များပါရှိသည်။ crystal plane တစ်ခုစီတွင် crystal plane family ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော အပြိုင်လေယာဉ်များ၏ အဆုံးမရှိ အရေအတွက်၊ crystal plane family သည် crystal တစ်ခုလုံးကို ဖုံးအုပ်ထားသည်။
Miller အညွှန်းကိန်းများ၏ အဆုံးအဖြတ်သည် သြဒီနိတ်ဝင်ရိုးတစ်ခုစီရှိ ပုံဆောင်ခဲယာဉ်၏ ကြားဖြတ်များကို ယူခြင်း၊ ၎င်းတို့၏ အပြန်အလှန် ဆက်စပ်မှုများကို ရှာဖွေခြင်းနှင့် ၎င်းတို့အား အသေးငယ်ဆုံး ကိန်းပြည့်အချိုးအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ (111) ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်တွင် 1:1:1 အချိုးတွင် x၊ y နှင့် z axes များတွင် ကြားဖြတ်များရှိသည်။
3. Crystal Planes နှင့် Crystal Orientation အကြား ဆက်နွယ်မှု
Crystal planes နှင့် crystal orientation သည် crystal တစ်ခု၏ ဂျီဩမေတြီတည်ဆောက်ပုံကို ဖော်ပြသည့် မတူညီသောနည်းလမ်းနှစ်ခုဖြစ်သည်။ Crystal orientation သည် တိကျသော ဦးတည်ရာတစ်လျှောက်တွင် အက်တမ်များ၏ အစီအစဉ်ကို ရည်ညွှန်းပြီး crystal plane သည် သီးခြားလေယာဉ်တစ်ခုပေါ်ရှိ အက်တမ်များ၏ အစီအစဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ ၎င်းတို့နှစ်ဦးသည် တိကျသောစာပေးစာယူတစ်ခုရှိသော်လည်း ၎င်းတို့သည် မတူညီသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအယူအဆများကို ကိုယ်စားပြုသည်။
သော့ဆက်နွယ်မှု- ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်တစ်ခု၏ ပုံမှန် vector (ဆိုလိုသည်မှာ အဆိုပါလေယာဉ်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသည့်ပုံ) သည် ပုံဆောင်ခဲသို့ ဦးတည်ချက်နှင့် သက်ဆိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ (111) ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်၏ ပုံမှန် vector သည် [111] crystal orientation နှင့် ကိုက်ညီသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ [111] လမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် atomic arrangement သည် ထိုလေယာဉ်နှင့် perpendicular ဖြစ်သည်ကို ဆိုလိုသည်။
semiconductor လုပ်ငန်းစဉ်များတွင်၊ crystal planes ရွေးချယ်မှုသည် စက်ပစ္စည်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို များစွာထိခိုက်စေပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဆီလီကွန်အခြေခံသော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများတွင် အသုံးများသော ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်များသည် (100) နှင့် (111) လေယာဉ်များဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့တွင် မတူညီသော အက်တမ်အစီအစဉ်များနှင့် ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်းများ မတူညီသောကြောင့် လမ်းညွန်မှုများရှိသည်။ အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် မျက်နှာပြင်စွမ်းအင်ကဲ့သို့သော ဂုဏ်သတ္တိများသည် ကွဲပြားခြားနားသော ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်များပေါ်တွင် ကွဲပြားကြပြီး၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာကိရိယာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်ကို လွှမ်းမိုးထားသည်။
4. Semiconductor လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် လက်တွေ့အသုံးချမှုများ
ဆီလီကွန်အခြေခံ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ထုတ်လုပ်ရေးတွင်၊ crystal orientation နှင့် crystal planes များကို ရှုထောင့်များစွာတွင် ကျင့်သုံးသည်-
Crystal ကြီးထွားမှု- Semiconductor crystals များသည် ပုံမှန်အားဖြင့် သီးခြား crystal orientations များတစ်လျှောက်တွင် ကြီးထွားလာကြသည်။ စီလီကွန်ပုံဆောင်ခဲများသည် [100] သို့မဟုတ် [111] လမ်းကြောင်းများတစ်လျှောက်တွင် အများဆုံးကြီးထွားလေ့ရှိပြီး အဆိုပါလမ်းကြောင်းများတွင် တည်ငြိမ်မှုနှင့် အက်တမ်အစီအစဉ်သည် ကြည်လင်ကြီးထွားမှုအတွက် အခွင့်သာသောကြောင့်ဖြစ်သည်။
Etching လုပ်ငန်းစဉ်- စိုစွတ်သော ထွင်းထုခြင်းတွင် မတူညီသော သလင်းကျောက်ပြားများသည် ခြစ်ရာနှုန်း ကွဲပြားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ (100) နှင့် (111) ဆီလီကွန်လေယာဉ်များတွင် etching rate ကွာခြားပြီး anisotropic etching effect ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။
ကိရိယာ၏လက္ခဏာများ- MOSFET စက်များတွင် အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှုသည် ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်ကြောင့် ထိခိုက်သည်။ ပုံမှန်အားဖြင့်၊ (100) လေယာဉ်ပေါ်တွင် ရွေ့လျားနိုင်မှုသည် ပိုမိုမြင့်မားသောကြောင့် ခေတ်မီဆီလီကွန်အခြေခံ MOSFETs များသည် (100) wafers ကို အများစုအသုံးပြုကြသည်။
အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် crystal planes နှင့် crystal orientations များသည် crystallography တွင် crystals များ၏ဖွဲ့စည်းပုံကိုဖော်ပြရန် အခြေခံနည်းလမ်းနှစ်ခုဖြစ်သည်။ Crystal orientation သည် ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုအတွင်း ညွှန်ပြသည့် ဂုဏ်သတ္တိများကို ကိုယ်စားပြုပြီး သလင်းကျောက်များသည် ပုံဆောင်ခဲအတွင်းမှ သီးခြားလေယာဉ်များကို ဖော်ပြသည်။ ဤသဘောတရားနှစ်ခုသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် နီးကပ်စွာဆက်စပ်နေသည်။ ပုံဆောင်ခဲလေယာဉ်များရွေးချယ်ခြင်းသည် ပစ္စည်း၏ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိပြီး၊ သလင်းကျောက်၏တိမ်းညွှတ်မှုသည် ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုနှင့် ပြုပြင်ခြင်းနည်းပညာများကို လွှမ်းမိုးထားသည်။ crystal planes နှင့် orientations များကြား ဆက်နွယ်မှုကို နားလည်ခြင်းသည် semiconductor လုပ်ငန်းစဉ်များကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် နှင့် device performance ကို တိုးတက်စေခြင်းအတွက် အရေးကြီးပါသည်။
စာတိုက်အချိန်- အောက်တိုဘာ-၀၈-၂၀၂၄