الطبقة الفوقية  Epitaxial layer

ان كلمة Epitaxy هي اغريقية يضاً . وتشير الى عملية انماء مادة فوق سطح مادة اخرى ومن هنا فان هذا المصطلح يظهر في صناعة الدوائر المتكاملة ليشير الى عملية انماء طبقة اضافية من مادة شبه الموصل على سطح الرقاقة ( طبقة الاساس ) عن طريق ترسيب بخارهذه المادة على السطح المذكور.

ان الطبقة الاضافية ستكون امتداداً للبناء البلوري الذي تحتها . اي ان البناء الذري في هذه الطبقة الفوقية ستكون نسخة طبق الأصل من البناء الذري الاصيل للبلورة ( الرقاقة ) .

يتم تكون الطبقة الفوقية n عن طريق وضع الرقاقات في فرن وتسليط غاز هو مزيج من ذرات السيلكون وذرات مانحة خماسية التكافؤ على الرقاقات . يكون هذا المزيج طبقة خفيفه شبه موصلة من نوع n على السطح المسخن لطبقة الاساس – انظر الشكل (1)-، تسمى هذه الطبقة بالطبقة الفوقية epitaxial layer.

كما يظهرفي الشكل (1) يكون سمك هذه الطبقة الفوقية حوالي 10 مايكرومتر بينما يكون سمك طبقة الاساس حوالي 200 مايكرومتر.

الشكل(1) طبقة الاساس مع الطبقة الفوقية (n)

على اية حال تكون الدرجة الحرارية التي يتم عندها ترسيب غاز السيلكون والشوائب الاخرى على الرقاقة ، قل بكثيرمن درجة حرارة انصهار السيلكون وذلك لمنع هذه الشوائب من النفاذ داخل البلورة ومن ثم السيطرة على سمك الطبقات المترسبة بشكل كبير ودقيق. هذا وان الحصول على السيلكون النقي يمكن ان يتم بطرق متعددة ومنها على سبيل المثال التفاعل المتعاكس  reversible الآتي :

الذي يحدث عند درجة 1202 مئوية .

عليه فان وضع مزيج منغازي SiCl₂ H₄ ومركبات الفسفور فوق بلورة السيلكون (طبقة الاساس) سوف يؤدي. عند التسخين. الى تحرر ذرات السيلكون من الفاعل الكيمياوي وترسبه مع الفسفرر فرق طبقة الاساس مكون الطبقة الفوقية.

ان سمك طبقة الاساس يكون في حدوه 200 مايكرومتر بينما لايحتاج كل من الباعث والقاعدة معا للترانزستور- على سبيل المثال - الى عمق اكثرمن 2 الى 3 مايكرومتر وينطبق هذا على بقية العناصرالاخرى. لذا فانه يمكن القول ان مركبات الدائرة المتكاملة تحتاج فقط الى رقاقة بسمك 10 مايكروهتر وبالتالي فانه يصبح من المرغوب فيه حقا أن تكون رقاقة السيلكون ( طبقة الاساس ) بهذا السمك. على اية حال ان عمل رقاقة السيلكون بسمك اقل مما هوعليه (250 مايكرومتر) سيجعلها عرضة للكسر ويجعل من صناعتها غير اقتصادية. من هنا وبسبب من استخدام عملية الانتشار diffusion processe في صناعة مكونات الدائرة المتكاملة تبرز الحاجة الى الطبقة الفوقية n.

فضلاً عما ذكر اعلاه فانه من الممكن التحكم بقيمة مقاومة الطبقة الفوقية من خلال التحكم بنسبة التطعيم (كمية المادة الخماسية التكافؤ).

مواضيع ذات صلة

الحساسات النانوية لرصد وتعقب حرائق الغابات

التكامل بين تكنولوجيا النانو وتكنولوجيا الاستشعار من بعد لرصد تلوث الهواء الجوي

الحساسات النانوية للحالة الصلبة

الحساسات النانوية لرصد ملوثات الهواء

تكنولوجيا النانو وصناعة الحساسات

الحساسات النانوية

تقنية النانو في الطباعة على الأسطح Nano–Lithography

تقنية الطباعة على الأسطح Lithography

التنافس العالمي في إنتاج الحاسبات المعتمدة على تكنولوجيا النانو

قانون مور

تركيب الترانزستور وكيفية عمله

ماهية الترانزستورات