Какво е епитаксия?

Повечето инженери не са запознати сепитаксия, който играе важна роля в производството на полупроводникови устройства.Епитаксияможе да се използва в различни продукти с чипове, а различните продукти имат различни видове епитаксия, включителноСи епитаксия, SiC епитаксия, GaN епитаксияи т.н.

Какво е епитаксия?
Епитаксията често се нарича „епитаксия“ на английски. Думата идва от гръцките думи „epi” (което означава „горе”) и „taxis” (което означава „подреждане”). Както подсказва името, това означава спретнато подреждане върху предмет. Процесът на епитаксия е да се отложи тънък единичен кристален слой върху единичен кристален субстрат. Този новоотложен монокристален слой се нарича епитаксиален слой.

Има два основни вида епитаксия: хомоепитаксиална и хетероепитаксиална. Хомоепитаксиалното се отнася до отглеждане на същия материал върху същия тип субстрат. Епитаксиалният слой и субстратът имат абсолютно еднаква решетъчна структура. Хетероепитаксията е растеж на друг материал върху субстрат от един материал. В този случай структурата на решетката на епитаксиално израсналия кристален слой и субстрата може да бъде различна. Какво представляват монокристалите и поликристалите?
В полупроводниците често чуваме термините монокристален силиций и поликристален силиций. Защо някои силиций се наричат ​​монокристали, а други - поликристален?

Единичен кристал: Подредбата на решетката е непрекъсната и непроменена, без граници на зърната, т.е. целият кристал е съставен от единична решетка с последователна кристална ориентация. Поликристален: Поликристалният се състои от много малки зърна, всяко от които е единичен кристал и техните ориентации са случайни едно спрямо друго. Тези зърна са разделени от граници на зърната. Производствената цена на поликристалните материали е по-ниска от тази на монокристалите, така че те все още са полезни в някои приложения. Къде ще бъде включен епитаксиалният процес?
При производството на силициеви интегрални схеми епитаксиалният процес се използва широко. Например силициевата епитаксия се използва за отглеждане на чист и фино контролиран силициев слой върху силициев субстрат, което е изключително важно за производството на усъвършенствани интегрални схеми. В допълнение, в силовите устройства, SiC и GaN са два често използвани широколентови полупроводникови материала с отлични възможности за управление на мощността. Тези материали обикновено се отглеждат върху силиций или други субстрати чрез епитаксия. В квантовата комуникация базираните на полупроводници квантови битове обикновено използват епитаксиални структури от силициев германий. и т.н.

Методи за епитаксиален растеж?

Три често използвани метода за полупроводникова епитаксия:

Молекулярно-лъчева епитаксия (MBE): Молекулярно-лъчева епитаксия) е технология за епитаксиален растеж на полупроводници, изпълнявана при условия на свръхвисок вакуум. При тази технология изходният материал се изпарява под формата на атоми или молекулярни лъчи и след това се отлага върху кристален субстрат. MBE е много прецизна и контролируема технология за растеж на полупроводников тънък филм, която може прецизно да контролира дебелината на отложения материал на атомно ниво.

Металоорганичен CVD (MOCVD): В процеса MOCVD органичните метали и хидридни газове, съдържащи необходимите елементи, се подават към субстрата при подходяща температура, а необходимите полупроводникови материали се генерират чрез химични реакции и се отлагат върху субстрата, докато останалите съединенията и реакционните продукти се изхвърлят.

Парофазова епитаксия (VPE): Парофазова епитаксия е важна технология, често използвана в производството на полупроводникови устройства. Неговият основен принцип е да транспортира парите на едно вещество или съединение в газ-носител и да отлага кристали върху субстрат чрез химични реакции.