क्रिस्टल प्लेन और क्रिस्टल ओरिएंटेशन 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 का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे आमतौर पर क्रिस्टल अभिविन्यास सूचकांकों द्वारा व्यक्त किया जाता है। क्रिस्टल अभिविन्यास को क्रिस्टल संरचना के भीतर किसी भी दो जाली बिंदुओं को जोड़कर परिभाषित किया जाता है, और इसकी निम्नलिखित विशेषताएं हैं: प्रत्येक क्रिस्टल अभिविन्यास में अनंत संख्या में जाली बिंदु होते हैं; एक एकल क्रिस्टल अभिविन्यास में कई समानांतर क्रिस्टल अभिविन्यास हो सकते हैं जो एक क्रिस्टल अभिविन्यास परिवार बनाते हैं; क्रिस्टल अभिविन्यास परिवार क्रिस्टल के भीतर सभी जाली बिंदुओं को कवर करता है।
क्रिस्टल अभिविन्यास का महत्व क्रिस्टल के भीतर परमाणुओं की दिशात्मक व्यवस्था को इंगित करने में निहित है। उदाहरण के लिए, [111] क्रिस्टल अभिविन्यास एक विशिष्ट दिशा का प्रतिनिधित्व करता है जहाँ तीन निर्देशांक अक्षों के प्रक्षेपण अनुपात 1:1:1 हैं।
2. क्रिस्टल प्लेन की परिभाषा और गुण
क्रिस्टल प्लेन क्रिस्टल के भीतर परमाणु व्यवस्था का एक प्लेन है, जिसे क्रिस्टल प्लेन इंडेक्स (मिलर इंडेक्स) द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए, (111) इंगित करता है कि निर्देशांक अक्षों पर क्रिस्टल प्लेन के अवरोधों के पारस्परिक 1:1:1 के अनुपात में हैं। क्रिस्टल प्लेन में निम्नलिखित गुण होते हैं: प्रत्येक क्रिस्टल प्लेन में अनंत संख्या में जाली बिंदु होते हैं; प्रत्येक क्रिस्टल प्लेन में अनंत संख्या में समानांतर प्लेन होते हैं जो एक क्रिस्टल प्लेन परिवार बनाते हैं; क्रिस्टल प्लेन परिवार पूरे क्रिस्टल को कवर करता है।
मिलर सूचकांकों के निर्धारण में प्रत्येक निर्देशांक अक्ष पर क्रिस्टल तल के अवरोधों को लेना, उनके व्युत्क्रमों को 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 अवरोध होते हैं।
3. क्रिस्टल प्लेन और क्रिस्टल ओरिएंटेशन के बीच संबंध
क्रिस्टल प्लेन और क्रिस्टल ओरिएंटेशन क्रिस्टल की ज्यामितीय संरचना का वर्णन करने के दो अलग-अलग तरीके हैं। क्रिस्टल ओरिएंटेशन एक विशिष्ट दिशा के साथ परमाणुओं की व्यवस्था को संदर्भित करता है, जबकि क्रिस्टल प्लेन एक विशिष्ट प्लेन पर परमाणुओं की व्यवस्था को संदर्भित करता है। इन दोनों में एक निश्चित समानता है, लेकिन वे अलग-अलग भौतिक अवधारणाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मुख्य संबंध: क्रिस्टल तल का सामान्य वेक्टर (यानी, उस तल के लंबवत वेक्टर) क्रिस्टल अभिविन्यास के अनुरूप होता है। उदाहरण के लिए, (111) क्रिस्टल तल का सामान्य वेक्टर [111] क्रिस्टल अभिविन्यास के अनुरूप होता है, जिसका अर्थ है कि [111] दिशा के साथ परमाणु व्यवस्था उस तल के लंबवत होती है।
अर्धचालक प्रक्रियाओं में, क्रिस्टल विमानों का चयन डिवाइस के प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन-आधारित अर्धचालकों में, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले क्रिस्टल विमान (100) और (111) विमान होते हैं क्योंकि उनके पास अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग परमाणु व्यवस्था और बंधन विधियाँ होती हैं। इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और सतही ऊर्जा जैसे गुण अलग-अलग क्रिस्टल विमानों 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 अभिविन्यास के साथ विकसित होते हैं। सिलिकॉन क्रिस्टल सबसे अधिक [100] या [111] अभिविन्यास के साथ विकसित होते हैं क्योंकि इन अभिविन्यासों में स्थिरता और परमाणु व्यवस्था क्रिस्टल वृद्धि के लिए अनुकूल होती है।
नक़्काशी प्रक्रिया: गीली नक़्काशी में, अलग-अलग क्रिस्टल तलों पर नक़्काशी की दर अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन के (100) और (111) तलों पर नक़्काशी की दर अलग-अलग होती है, जिसके परिणामस्वरूप अनिसोट्रोपिक नक़्काशी प्रभाव होता है।
डिवाइस की विशेषताएँ: MOSFET डिवाइस में इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता क्रिस्टल प्लेन से प्रभावित होती है। आम तौर पर, गतिशीलता (100) प्लेन पर अधिक होती है, यही वजह है कि आधुनिक सिलिकॉन-आधारित MOSFET मुख्य रूप से (100) वेफ़र का उपयोग करते हैं।
संक्षेप में, क्रिस्टल प्लेन और क्रिस्टल ओरिएंटेशन क्रिस्टलोग्राफी में क्रिस्टल की संरचना का वर्णन करने के दो मूलभूत तरीके हैं। क्रिस्टल ओरिएंटेशन क्रिस्टल के भीतर दिशात्मक गुणों का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि क्रिस्टल प्लेन क्रिस्टल के भीतर विशिष्ट प्लेन का वर्णन करते हैं। ये दोनों अवधारणाएँ सेमीकंडक्टर निर्माण में निकटता से संबंधित हैं। क्रिस्टल प्लेन का चयन सीधे सामग्री के भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है, जबकि क्रिस्टल ओरिएंटेशन क्रिस्टल विकास और प्रसंस्करण तकनीकों को प्रभावित करता है। सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और डिवाइस के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए क्रिस्टल प्लेन और ओरिएंटेशन के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।
पोस्ट करने का समय: अक्टूबर-08-2024