सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये सिलिकॉन नायट्राइडचा वापर काय आहे?

सिलिकॉन नायट्राइड (Si3N4)हे एक कंपाऊंड आहे जे त्याच्या अद्वितीय विद्युतीय, थर्मल आणि यांत्रिक गुणधर्मांमुळे सामान्यतः सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये वापरले जाते. सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानामध्ये सिलिकॉन नायट्राइडचे काही मुख्य उपयोग येथे आहेत:

1. गेट इन्सुलेटर:सिलिकॉन नायट्राइडमेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (MOS) उपकरणांमध्ये गेट इन्सुलेटर सामग्री म्हणून वारंवार वापरले जाते. हे मेटल गेट इलेक्ट्रोड आणि अंतर्निहित सिलिकॉन सब्सट्रेट दरम्यान डायलेक्ट्रिक लेयर म्हणून कार्य करते, विद्युत अलगाव प्रदान करते. सिलिकॉन नायट्राइडमध्ये उच्च डायलेक्ट्रिक स्थिरता (सापेक्ष परवानगी) असते आणि विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह प्रभावीपणे अवरोधित करते. त्याचे उत्कृष्ट इन्सुलेट गुणधर्म डिव्हाइसमधील चार्जच्या प्रवाहावर नियंत्रण ठेवण्यास मदत करतात.

2. पॅसिव्हेशन: बाह्य दूषित पदार्थ, ओलावा आणि शारीरिक नुकसान यापासून सक्रिय उपकरणाच्या संरचनेचे संरक्षण करण्यासाठी सिलिकॉन नायट्राइडचा वापर अर्धसंवाहकांमध्ये निष्क्रियता स्तर म्हणून केला जातो. हे अशुद्धतेचा प्रसार रोखून, वर्तमान गळती कमी करून आणि आयन स्थलांतरापासून संरक्षणात्मक अडथळा प्रदान करून उपकरणाची दीर्घकालीन विश्वासार्हता आणि स्थिरता सुधारण्यास मदत करते.

3. डिफ्यूजन बॅरियर: सिलिकॉन नायट्राइड डोपेंट्स किंवा शेजारच्या थरांमधून अशुद्धतेचा अवांछित प्रसार रोखण्यासाठी अडथळा स्तर म्हणून काम करू शकते. सेमीकंडक्टर उपकरणाच्या विविध क्षेत्रांना वेगळे करण्यासाठी, अवांछित परस्परसंवादांना प्रतिबंध करण्यासाठी आणि योग्य कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी याचा वापर केला जाऊ शकतो.

4. इच मास्क: सिलिकॉन नायट्राइड हे सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेत सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या अनेक नक्षींना प्रतिरोधक आहे. जटिल उपकरण संरचना तयार करण्यासाठी किंवा त्यानंतरच्या प्रक्रियेच्या चरणांसाठी नमुने परिभाषित करण्यासाठी ते नमुना आणि निवडकपणे कोरले जाऊ शकते. त्याची कोरीव प्रतिरोधकता विविध लिथोग्राफी आणि एचिंग प्रक्रियेत एच मास्क किंवा हार्ड मास्क म्हणून वापरण्यासाठी एक आदर्श सामग्री बनवते.

5. MEMS आणि सेन्सर्स: सिलिकॉन नायट्राइडचा मायक्रोइलेक्ट्रोमेकॅनिकल सिस्टीम (MEMS) आणि सेन्सर ऍप्लिकेशन्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो. त्याचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, उच्च कडकपणा, सामर्थ्य आणि परिधान करण्यासाठी प्रतिरोधक, हे मायक्रोसेन्सर आणि मायक्रोएक्चुएटर्समध्ये संरचनात्मक सामग्री म्हणून वापरण्यासाठी योग्य बनवते.

एकूणच,सिलिकॉन नायट्राइडसेमीकंडक्टर उपकरणांचे डिझाइन, फॅब्रिकेशन आणि कार्यप्रदर्शन यामध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, त्यांच्या इलेक्ट्रिकल अलगाव, संरक्षण आणि उपकरण वैशिष्ट्यांच्या वाढीसाठी योगदान देते. त्याच्या गुणधर्मांमुळे ते सेमीकंडक्टर उद्योगात बहुमुखी आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे साहित्य बनते.