Епитаксиалното израстване е технология, която отглежда единичен кристален слой върху единичен кристален субстрат (субстрат) със същата кристална ориентация като субстрата, сякаш оригиналният кристал се е разширил навън. Този новоотгледан единичен кристален слой може да се различава от субстрата по отношение на вида на проводимостта, съпротивлението и т.н. и може да отглежда многослойни единични кристали с различни дебелини и различни изисквания, като по този начин значително подобрява гъвкавостта на дизайна на устройството и производителността на устройството. В допълнение, епитаксиалният процес също се използва широко в технологията за изолиране на PN преход в интегрални схеми и за подобряване на качеството на материала в широкомащабни интегрални схеми.
Класификацията на епитаксия се основава главно на различните химически състави на субстрата и епитаксиалния слой и различните методи на растеж.
Според различни химични състави епитаксиалният растеж може да бъде разделен на два вида:
1. Хомоепитаксиален: В този случай епитаксиалният слой има същия химичен състав като субстрата. Например силициевите епитаксиални слоеве се отглеждат директно върху силициеви субстрати.
2. Хетероепитаксия: Тук химичният състав на епитаксиалния слой е различен от този на субстрата. Например епитаксиален слой от галиев нитрид се отглежда върху сапфирен субстрат.
Според различните методи на растеж технологията за епитаксиален растеж също може да бъде разделена на различни видове:
1. Епитаксия с молекулярни лъчи (MBE): Това е технология за отглеждане на монокристални тънки филми върху монокристални субстрати, което се постига чрез прецизно контролиране на скоростта на потока на молекулярния лъч и плътността на лъча в ултрависок вакуум.
2. Металоорганично химическо отлагане на пари (MOCVD): Тази технология използва металоорганични съединения и реагенти в газова фаза за извършване на химични реакции при високи температури за генериране на необходимите тънкослойни материали. Има широко приложение при получаването на съставни полупроводникови материали и устройства.
3. Епитаксия в течна фаза (LPE): Чрез добавяне на течен материал към монокристален субстрат и извършване на термична обработка при определена температура, течният материал кристализира, за да образува монокристален филм. Филмите, приготвени по тази технология, са решетъчно съвпадащи със субстрата и често се използват за получаване на съставни полупроводникови материали и устройства.
4. Парофазова епитаксия (VPE): Използва газообразни реагенти за извършване на химични реакции при високи температури за генериране на необходимите тънкослойни материали. Тази технология е подходяща за приготвяне на висококачествени монокристални филми с голяма площ и е особено изключителна при приготвянето на съставни полупроводникови материали и устройства.
5. Химическа лъчева епитаксия (CBE): Тази технология използва химически лъчи за отглеждане на монокристални филми върху монокристални субстрати, което се постига чрез прецизно контролиране на скоростта на потока на химическия лъч и плътността на лъча. Има широко приложение при получаването на висококачествени монокристални тънки филми.
6. Епитаксия на атомен слой (ALE): Използвайки технология за отлагане на атомен слой, необходимите тънкослойни материали се отлагат слой по слой върху единичен кристален субстрат. Тази технология може да подготви висококачествени монокристални филми с голяма площ и често се използва за получаване на съставни полупроводникови материали и устройства.
7. Епитаксия с гореща стена (HWE): Чрез високотемпературно нагряване газообразните реагенти се отлагат върху единичен кристален субстрат, за да образуват единичен кристален филм. Тази технология е подходяща и за приготвяне на висококачествени монокристални филми с голяма площ и се използва особено при приготвянето на съставни полупроводникови материали и устройства.
Време на публикуване: 6 май 2024 г