ස්ඵටික තල සහ ස්ඵටික දිශානතිය යනු ස්ඵටික විද්‍යාවේ මූලික සංකල්ප දෙකකි, සිලිකන් මත පදනම් වූ ඒකාබද්ධ පරිපථ තාක්‍ෂණයේ ස්ඵටික ව්‍යුහයට සමීපව සම්බන්ධ වේ.
1.ස්ඵටික දිශානතියේ නිර්වචනය සහ ගුණාංග
ස්ඵටික දිශානතිය ස්ඵටිකයක් තුළ නිශ්චිත දිශාවක් නියෝජනය කරයි, සාමාන්යයෙන් ස්ඵටික දිශානති දර්ශක මගින් ප්රකාශිත වේ. ස්ඵටික දිශානතිය නිර්වචනය කරනු ලබන්නේ ස්ඵටික ව්යුහය තුළ ඇති ඕනෑම දැලිස් ලක්ෂ්ය දෙකක් සම්බන්ධ කිරීමෙන් වන අතර එයට පහත ලක්ෂණ ඇත: සෑම ස්ඵටික දිශානතියකම දැලිස් ලක්ෂ්ය අනන්ත සංඛ්යාවක් අඩංගු වේ; තනි ස්ඵටික දිශානතියක් ස්ඵටික දිශානති පවුලක් සාදන බහු සමාන්තර ස්ඵටික දිශානති වලින් සමන්විත විය හැක; ස්ඵටික දිශානතිය පවුල ස්ඵටිකයේ ඇති සියලුම දැලිස් ලක්ෂ්ය ආවරණය කරයි.
ස්ඵටික දිශානතියේ වැදගත්කම පවතින්නේ ස්ඵටිකය තුළ ඇති පරමාණුවල දිශානුගත සැකැස්ම දැක්වීමෙනි. උදාහරණයක් ලෙස, [111] ස්ඵටික දිශානතිය නියෝජනය කරන්නේ ඛණ්ඩාංක අක්ෂ තුනේ ප්‍රක්ෂේපන අනුපාත 1:1:1 වන විශේෂිත දිශාවකි.
2. ස්ඵටික ගුවන් යානා වල අර්ථ දැක්වීම සහ ගුණාංග
ස්ඵටික තලයක් යනු ස්ඵටිකයක් තුළ පරමාණු සැකැස්මේ තලයක් වන අතර එය ස්ඵටික තල දර්ශක (මිලර් දර්ශක) මගින් නිරූපණය කෙරේ. උදාහරණයක් ලෙස, (111) පෙන්නුම් කරන්නේ ඛණ්ඩාංක අක්ෂවල ඇති ස්ඵටික තලයේ අන්තර් ග්‍රහණවල ප්රතිවිකුණුම් 1:1:1 අනුපාතයේ පවතින බවයි. ස්ඵටික තලයට පහත ගුණාංග ඇත: සෑම ස්ඵටික තලයකම දැලිස් ලක්ෂ්ය අනන්ත සංඛ්යාවක් අඩංගු වේ; සෑම පළිඟු තලයකටම අනන්ත සමාන්තර තල සංඛ්යාවක් ඇති අතර එය ස්ඵටික තල පවුලක් සාදයි; ස්ඵටික තල පවුල මුළු ස්ඵටිකයම ආවරණය කරයි.
මිලර් දර්ශක නිර්ණය කිරීම, එක් එක් ඛණ්ඩාංක අක්ෂය මත ස්ඵටික තලයේ අන්තරායන් ගැනීම, ඒවායේ ප්රතිවිකුණුම් සොයා ගැනීම සහ කුඩාම නිඛිල අනුපාතය බවට පරිවර්තනය කිරීම ඇතුළත් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, (111) ස්ඵටික තලයට 1:1:1 අනුපාතයේ x, y, සහ z අක්ෂ මත අන්තර් ඡේද ඇත.
3. Crystal Planes සහ Crystal Orientation අතර සම්බන්ධය
ස්ඵටික තල සහ ස්ඵටික දිශානතිය යනු ස්ඵටිකයක ජ්යාමිතික ව්යුහය විස්තර කිරීමේ විවිධ ක්රම දෙකකි. ස්ඵටික දිශානතිය යනු නිශ්චිත දිශාවක් ඔස්සේ පරමාණු සකස් කිරීම සඳහා වන අතර, ස්ඵටික තලය යනු නිශ්චිත තලයක පරමාණු වල සැකැස්ම සඳහා යොමු වේ. මේ දෙකට නිශ්චිත ලිපි හුවමාරුවක් ඇත, නමුත් ඒවා විවිධ භෞතික සංකල්ප නියෝජනය කරයි.
ප්‍රධාන සම්බන්ධතාව: ස්ඵටික තලයක සාමාන්‍ය දෛශිකය (එනම් එම තලයට ලම්බක දෛශිකය) ස්ඵටික දිශානතියකට අනුරූප වේ. උදාහරණයක් ලෙස, (111) ස්ඵටික තලයේ සාමාන්‍ය දෛශිකය [111] ස්ඵටික දිශානතියට අනුරූප වේ, එනම් [111] දිශාව දිගේ පරමාණුක සැකැස්ම එම තලයට ලම්බක වේ.
අර්ධ සන්නායක ක්රියාවලීන්හිදී, ස්ඵටික තලයන් තෝරාගැනීම උපාංගයේ ක්රියාකාරිත්වයට බෙහෙවින් බලපායි. නිදසුනක් ලෙස, සිලිකන් මත පදනම් වූ අර්ධ සන්නායකවල, බහුලව භාවිතා වන ස්ඵටික තලයන් (100) සහ (111) තලයන් වන්නේ ඒවාට විවිධ පරමාණුක සැකසුම් සහ විවිධ දිශාවන්හි බන්ධන ක්රම ඇති බැවිනි. අර්ධ සන්නායක උපාංගවල ක්‍රියාකාරීත්වයට සහ වර්ධන ක්‍රියාවලියට බලපෑම් කරමින් විවිධ ස්ඵටික තලවල ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලනය සහ පෘෂ්ඨීය ශක්තිය වැනි ගුණාංග වෙනස් වේ.
4. අර්ධ සන්නායක ක්‍රියාවලි වල ප්‍රායෝගික යෙදුම්
සිලිකන් මත පදනම් වූ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ දී, ස්ඵටික දිශානතිය සහ ස්ඵටික තලයන් බොහෝ පැතිවලින් යොදනු ලැබේ:
ස්ඵටික වර්ධනය: අර්ධ සන්නායක ස්ඵටික සාමාන්යයෙන් විශේෂිත ස්ඵටික දිශානතිය ඔස්සේ වර්ධනය වේ. සිලිකන් ස්ඵටික බොහෝ විට වර්ධනය වන්නේ [100] හෝ [111] දිශානතිය ඔස්සේ ය.
කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය: තෙත් කැටයම් කිරීමේදී, විවිධ ස්ඵටික තලවලට විවිධ කැටයම් අනුපාත ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, සිලිකන් වල (100) සහ (111) තලවල ඇති කැටයම් අනුපාත වෙනස් වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඇනිසොට්‍රොපික් කැටයම් බලපෑම් ඇති වේ.
උපාංග ලක්ෂණ: MOSFET උපාංගවල ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලනය ස්ඵටික තලය මගින් බලපායි. සාමාන්යයෙන්, (100) තලය මත සංචලනය වැඩි වේ, එම නිසා නවීන සිලිකන් මත පදනම් වූ MOSFETs ප්‍රධාන වශයෙන් (100) වේෆර් භාවිතා කරයි.
සාරාංශයක් ලෙස, ස්ඵටික තල සහ ස්ඵටික දිශානතිය යනු ස්ඵටික විද්‍යාවේ ස්ඵටික ව්යුහය විස්තර කිරීමට මූලික ක්රම දෙකකි. ස්ඵටික දිශානතිය ස්ඵටිකයක් තුළ ඇති දිශානුගත ගුණාංග නියෝජනය කරන අතර, ස්ඵටික තලයන් ස්ඵටිකය තුළ නිශ්චිත තලයන් විස්තර කරයි. අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී මෙම සංකල්ප දෙක සමීපව සම්බන්ධ වේ. ස්ඵටික තලයන් තෝරාගැනීම ද්‍රව්‍යයේ භෞතික හා රසායනික ගුණාංගවලට සෘජුවම බලපාන අතර ස්ඵටික දිශානතිය ස්ඵටික වර්ධනයට සහ සැකසුම් ශිල්පීය ක්‍රමවලට බලපායි. අර්ධ සන්නායක ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සහ උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ස්ඵටික තල සහ දිශානතිය අතර සම්බන්ධය අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.
පසු කාලය: ඔක්තෝබර්-08-2024