Что такое эпитаксия?

Большинство инженеров не знакомы сэпитаксия, который играет важную роль в производстве полупроводниковых приборов.Эпитаксияможет использоваться в различных чипах, а разные продукты имеют разные типы эпитаксии, в том числеSi эпитаксия, Карбид кремниевая эпитаксия, Эпитаксия GaN, и т. д.

Что такое эпитаксия?
Эпитаксия на английском языке часто называется «эпитаксией». Слово происходит от греческих слов «эпи» (означающее «выше») и «таксис» (означающее «расположение»). Как следует из названия, это означает аккуратное расположение поверх объекта. Процесс эпитаксии заключается в нанесении тонкого монокристаллического слоя на монокристаллическую подложку. Этот вновь нанесенный монокристаллический слой называется эпитаксиальным слоем.

Существует два основных типа эпитаксии: гомоэпитаксиальная и гетероэпитаксиальная. Гомоэпитаксиальный – это выращивание одного и того же материала на подложке одного и того же типа. Эпитаксиальный слой и подложка имеют совершенно одинаковую решетчатую структуру. Гетероэпитаксия – это рост другого материала на подложке из одного материала. При этом структура решетки эпитаксиально выращенного кристаллического слоя и подложки может быть различной. Что такое монокристаллы и поликристаллы?
В полупроводниках мы часто слышим термины «монокристаллический кремний» и «поликристаллический кремний». Почему часть кремния называют монокристаллической, а часть кремния — поликристаллической?

Монокристалл: расположение решетки непрерывное и неизменное, без границ зерен, то есть весь кристалл состоит из единой решетки с постоянной ориентацией кристаллов. Поликристаллический: Поликристаллический состоит из множества мелких зерен, каждое из которых представляет собой монокристалл, и их ориентация случайна по отношению друг к другу. Эти зерна разделены границами зерен. Себестоимость производства поликристаллических материалов ниже, чем у монокристаллов, поэтому в некоторых приложениях они все еще полезны. Где будет происходить эпитаксиальный процесс?
При производстве интегральных схем на основе кремния широко используется эпитаксиальный процесс. Например, эпитаксия кремния используется для выращивания чистого и точно контролируемого слоя кремния на кремниевой подложке, что чрезвычайно важно для производства современных интегральных схем. Кроме того, в силовых устройствах SiC и GaN являются двумя широкозонными полупроводниковыми материалами с отличными характеристиками мощности. Эти материалы обычно выращиваются на кремнии или других подложках методом эпитаксии. В квантовой связи в квантовых битах на основе полупроводников обычно используются эпитаксиальные структуры кремний-германий. И т. д.

Методы эпитаксиального роста?

Три широко используемых метода эпитаксии полупроводников:

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ): Молекулярно-лучевая эпитаксия) — это технология эпитаксиального выращивания полупроводников, выполняемая в условиях сверхвысокого вакуума. В этой технологии исходный материал испаряется в виде атомов или молекулярных пучков, а затем осаждается на кристаллическую подложку. MBE — это очень точная и контролируемая технология выращивания тонких полупроводниковых пленок, которая позволяет точно контролировать толщину осаждаемого материала на атомном уровне.

Металлоорганическое CVD (MOCVD). В процессе MOCVD органические металлы и гидридные газы, содержащие необходимые элементы, подаются на подложку при соответствующей температуре, а необходимые полупроводниковые материалы образуются в результате химических реакций и осаждаются на подложке, а остальные Соединения и продукты реакции выбрасываются.

Парофазовая эпитаксия (VPE). Парофазная эпитаксия — важная технология, обычно используемая в производстве полупроводниковых устройств. Его основной принцип заключается в транспортировке паров одного вещества или соединения в газе-носителе и осаждении кристаллов на подложке посредством химических реакций.