क्रिस्टल प्लेन और क्रिस्टल अभिविन्यास क्रिस्टलोग्राफी में दो मुख्य अवधारणाएं हैं, जो सिलिकॉन-आधारित एकीकृत सर्किट प्रौद्योगिकी में क्रिस्टल संरचना से निकटता से संबंधित हैं।
1.क्रिस्टल अभिविन्यास की परिभाषा और गुण
क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टल के भीतर एक विशिष्ट दिशा को दर्शाता है, जिसे आमतौर पर क्रिस्टल अभिविन्यास सूचकांकों द्वारा व्यक्त किया जाता है। क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टल संरचना के भीतर किन्हीं दो जालक बिंदुओं को जोड़कर परिभाषित किया जाता है, और इसकी निम्नलिखित विशेषताएँ हैं: प्रत्येक क्रिस्टल अभिविन्यास में अनंत संख्या में जालक बिंदु होते हैं; एक एकल क्रिस्टल अभिविन्यास में कई समानांतर क्रिस्टल अभिविन्यास शामिल हो सकते हैं जो एक क्रिस्टल अभिविन्यास परिवार बनाते हैं; क्रिस्टल अभिविन्यास परिवार क्रिस्टल के भीतर सभी जालक बिंदुओं को आवृत करता है।
क्रिस्टल अभिविन्यास का महत्व क्रिस्टल के भीतर परमाणुओं की दिशात्मक व्यवस्था को दर्शाने में निहित है। उदाहरण के लिए, [111] क्रिस्टल अभिविन्यास एक विशिष्ट दिशा दर्शाता है जहाँ तीन निर्देशांक अक्षों का प्रक्षेपण अनुपात 1:1:1 है।
2. क्रिस्टल तलों की परिभाषा और गुण
क्रिस्टल तल, क्रिस्टल के भीतर परमाणुओं की व्यवस्था का एक तल होता है, जिसे क्रिस्टल तल सूचकांकों (मिलर सूचकांकों) द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए, (111) इंगित करता है कि निर्देशांक अक्षों पर क्रिस्टल तल के अंतःखंडों के व्युत्क्रम 1:1:1 के अनुपात में होते हैं। क्रिस्टल तल के निम्नलिखित गुण हैं: प्रत्येक क्रिस्टल तल में अनंत संख्या में जालक बिंदु होते हैं; प्रत्येक क्रिस्टल तल में अनंत संख्या में समांतर तल होते हैं जो एक क्रिस्टल तल परिवार बनाते हैं; क्रिस्टल तल परिवार पूरे क्रिस्टल को आवृत करता है।
मिलर सूचकांकों के निर्धारण में प्रत्येक निर्देशांक अक्ष पर क्रिस्टल तल के अंतःखंडों को लेना, उनके व्युत्क्रम ज्ञात करना और उन्हें सबसे छोटे पूर्णांक अनुपात में परिवर्तित करना शामिल है। उदाहरण के लिए, (111) क्रिस्टल तल में x, y और z अक्षों पर 1:1:1 के अनुपात में अंतःखंड होते हैं।
3. क्रिस्टल तल और क्रिस्टल अभिविन्यास के बीच संबंध
क्रिस्टल तल और क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टल की ज्यामितीय संरचना का वर्णन करने के दो अलग-अलग तरीके हैं। क्रिस्टल अभिविन्यास, परमाणुओं की एक विशिष्ट दिशा में व्यवस्था को दर्शाता है, जबकि क्रिस्टल तल, परमाणुओं की एक विशिष्ट तल पर व्यवस्था को दर्शाता है। इन दोनों में एक निश्चित समानता है, लेकिन ये अलग-अलग भौतिक अवधारणाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मुख्य संबंध: एक क्रिस्टल तल का अभिलंब सदिश (अर्थात, उस तल के लंबवत सदिश) क्रिस्टल अभिविन्यास के अनुरूप होता है। उदाहरण के लिए, (111) क्रिस्टल तल का अभिलंब सदिश [111] क्रिस्टल अभिविन्यास के अनुरूप होता है, जिसका अर्थ है कि [111] दिशा में परमाणु व्यवस्था उस तल के लंबवत होती है।
अर्धचालक प्रक्रियाओं में, क्रिस्टल तलों का चयन उपकरण के प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन-आधारित अर्धचालकों में, आमतौर पर प्रयुक्त क्रिस्टल तल (100) और (111) तल होते हैं क्योंकि इनमें अलग-अलग दिशाओं में परमाण्विक व्यवस्था और बंधन विधियाँ भिन्न होती हैं। इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और पृष्ठीय ऊर्जा जैसे गुण विभिन्न क्रिस्टल तलों पर भिन्न होते हैं, जो अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन और विकास प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं।
4. अर्धचालक प्रक्रियाओं में व्यावहारिक अनुप्रयोग
सिलिकॉन आधारित अर्धचालक विनिर्माण में, क्रिस्टल अभिविन्यास और क्रिस्टल विमानों को कई पहलुओं में लागू किया जाता है:
क्रिस्टल वृद्धि: अर्धचालक क्रिस्टल आमतौर पर विशिष्ट क्रिस्टल अभिविन्यासों के साथ विकसित होते हैं। सिलिकॉन क्रिस्टल आमतौर पर [100] या [111] अभिविन्यासों के साथ विकसित होते हैं क्योंकि इन अभिविन्यासों में स्थिरता और परमाणु व्यवस्था क्रिस्टल वृद्धि के लिए अनुकूल होती है।
एचिंग प्रक्रिया: गीली एचिंग में, विभिन्न क्रिस्टल तलों की एचिंग दर अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन के (100) और (111) तलों पर एचिंग दर भिन्न होती है, जिसके परिणामस्वरूप अनिसोट्रोपिक एचिंग प्रभाव उत्पन्न होता है।
उपकरण विशेषताएँ: MOSFET उपकरणों में इलेक्ट्रॉन गतिशीलता क्रिस्टल तल से प्रभावित होती है। आमतौर पर, गतिशीलता (100) तल पर अधिक होती है, यही कारण है कि आधुनिक सिलिकॉन-आधारित MOSFET मुख्य रूप से (100) वेफर्स का उपयोग करते हैं।
संक्षेप में, क्रिस्टल तल और क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टलोग्राफी में क्रिस्टल की संरचना का वर्णन करने के दो मूलभूत तरीके हैं। क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टल के भीतर दिशात्मक गुणों का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि क्रिस्टल तल, क्रिस्टल के भीतर विशिष्ट तलों का वर्णन करते हैं। अर्धचालक निर्माण में इन दोनों अवधारणाओं का गहरा संबंध है। क्रिस्टल तलों का चयन पदार्थ के भौतिक और रासायनिक गुणों को सीधे प्रभावित करता है, जबकि क्रिस्टल अभिविन्यास, क्रिस्टल वृद्धि और प्रसंस्करण तकनीकों को प्रभावित करता है। अर्धचालक प्रक्रियाओं के अनुकूलन और उपकरण के प्रदर्शन में सुधार के लिए क्रिस्टल तलों और अभिविन्यासों के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।
पोस्ट करने का समय: 08-अक्टूबर-2024