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 ओरिएंटेशन की परिभाषा और गुण
क्रिस्टल ओरिएंटेशन क्रिस्टल के भीतर एक विशिष्ट दिशा का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे आमतौर पर क्रिस्टल ओरिएंटेशन सूचकांकों द्वारा व्यक्त किया जाता है। क्रिस्टल अभिविन्यास को क्रिस्टल संरचना के भीतर किन्हीं 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 क्रिस्टल अभिविन्यास परिवार बनाने वाले कई समानांतर क्रिस्टल अभिविन्यास शामिल हो सकते हैं; क्रिस्टल ओरिएंटेशन 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 जहां तीन समन्वय अक्षों का प्रक्षेपण अनुपात 1:1:1 है।
2. क्रिस्टल तलों की परिभाषा और गुण
क्रिस्टल तल क्रिस्टल के भीतर परमाणु व्यवस्था का एक तल है, जिसे क्रिस्टल समतल सूचकांक (मिलर सूचकांक) 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 हैं। क्रिस्टल तल में निम्नलिखित गुण होते हैं: प्रत्येक क्रिस्टल तल में अनंत संख्या में जाली बिंदु होते हैं; प्रत्येक क्रिस्टल तल में अनंत संख्या में समानांतर तल होते हैं जो एक क्रिस्टल तल परिवार बनाते हैं; क्रिस्टल प्लेन परिवार पूरे क्रिस्टल को कवर करता है।
मिलर सूचकांकों के निर्धारण में प्रत्येक समन्वय अक्ष पर क्रिस्टल विमान के अंतःखंडों को लेना, उनके व्युत्क्रमों को खोजना और उन्हें सबसे छोटे पूर्णांक अनुपात में परिवर्तित करना शामिल है। उदाहरण के लिए, (111) क्रिस्टल तल में 1:1:1 के अनुपात में x, y, और z अक्षों पर अंतःखंड होते हैं।
3. क्रिस्टल विमानों 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 ओरिएंटेशन एक विशिष्ट दिशा के साथ परमाणुओं की व्यवस्था को संदर्भित करता है, जबकि एक क्रिस्टल विमान एक विशिष्ट विमान पर परमाणुओं की व्यवस्था को संदर्भित करता है। इन दोनों में एक निश्चित समानता है, लेकिन वे विभिन्न भौतिक अवधारणाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मुख्य संबंध: क्रिस्टल तल का सामान्य वेक्टर (यानी, उस तल का लंबवत वेक्टर) क्रिस्टल अभिविन्यास से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, (111) क्रिस्टल विमान का सामान्य वेक्टर [111] क्रिस्टल अभिविन्यास से मेल खाता है, जिसका अर्थ है कि [111] दिशा के साथ परमाणु व्यवस्था उस विमान के लंबवत 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 उपयोग किए जाने वाले क्रिस्टल विमान (100) और (111) विमान होते हैं क्योंकि उनके पास अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग परमाणु व्यवस्था और बंधन विधियां होती हैं। इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और सतह ऊर्जा जैसे गुण विभिन्न क्रिस्टल विमानों पर भिन्न होते हैं, जो अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन और विकास प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं।
4. सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं में व्यावहारिक अनुप्रयोग
सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक निर्माण में, क्रिस्टल ओरिएंटेशन और क्रिस्टल प्लेन को कई पहलुओं में लागू किया जाता है:
क्रिस्टल वृद्धि: सेमीकंडक्टर क्रिस्टल आमतौर पर विशिष्ट क्रिस्टल अभिविन्यास के साथ उगाए जाते हैं। सिलिकॉन क्रिस्टल आमतौर पर [100] या [111] झुकावों के साथ बढ़ते हैं क्योंकि इन झुकावों में स्थिरता और परमाणु व्यवस्था क्रिस्टल के विकास के लिए अनुकूल होती है।
नक़्क़ाशी प्रक्रिया: गीली नक़्क़ाशी में, विभिन्न क्रिस्टल तलों की नक़्क़ाशी दरें अलग-अलग होती हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन के (100) और (111) तलों पर नक़्क़ाशी दरें अलग-अलग होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप अनिसोट्रोपिक नक़्क़ाशी प्रभाव होता है।
उपकरण विशेषताएँ: MOSFET उपकरणों में इलेक्ट्रॉन गतिशीलता क्रिस्टल तल से प्रभावित होती है। आमतौर पर, (100) तल पर गतिशीलता अधिक होती है, यही कारण है कि आधुनिक सिलिकॉन-आधारित MOSFETs मुख्य रूप से (100) वेफर्स का उपयोग करते हैं।
संक्षेप में, क्रिस्टल विज्ञान में क्रिस्टल की संरचना का वर्णन करने के लिए क्रिस्टल तल और क्रिस्टल अभिविन्यास दो मौलिक तरीके हैं। क्रिस्टल अभिविन्यास क्रिस्टल के भीतर दिशात्मक गुणों का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि क्रिस्टल विमान क्रिस्टल के भीतर विशिष्ट विमानों का वर्णन करते हैं। सेमीकंडक्टर निर्माण में ये दोनों अवधारणाएँ निकटता से संबंधित हैं। क्रिस्टल विमानों का चयन सीधे सामग्री के भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है, जबकि क्रिस्टल अभिविन्यास क्रिस्टल विकास और प्रसंस्करण तकनीकों को प्रभावित करता है। सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और डिवाइस के प्रदर्शन में सुधार के लिए क्रिस्टल विमानों और अभिविन्यासों के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।
पोस्ट करने का समय: अक्टूबर-08-2024