Що таке епітаксія?

Більшість інженерів не знайоміепітаксія, який відіграє важливу роль у виробництві напівпровідникових приладів.Епітаксіяможуть використовуватися в різних чіп-продуктах, і різні продукти мають різні типи епітаксії, в тому числіSi епітаксія, SiC епітаксія, GaN епітаксіяі т.д.

Що таке епітаксія?
Епітаксія часто називається англійською «епітаксія». Слово походить від грецьких слів «epi» (що означає «над») і «taxis» (що означає «розташування»). Як випливає з назви, це означає акуратне розташування поверх предмета. Процес епітаксії полягає в осадженні тонкого монокристалічного шару на монокристалічній підкладці. Цей нещодавно нанесений монокристалічний шар називається епітаксіальним шаром.

Існує два основних типи епітаксії: гомоепітаксіальна і гетероепітаксіальна. Гомоепітаксіальний метод означає вирощування того самого матеріалу на підкладці одного типу. Епітаксіальний шар і підкладка мають абсолютно однакову структуру гратки. Гетероепітаксія - це нарощування іншого матеріалу на підкладці з одного матеріалу. При цьому структура решітки епітаксіально вирощеного шару кристала і підкладки може бути різною. Що таке монокристали і полікристали?
У напівпровідниках ми часто чуємо терміни монокристалічний кремній і полікристалічний кремній. Чому деякі кремнії називаються монокристалами, а деякі — полікристалічними?

Монокристал: структура решітки безперервна та незмінна, без меж зерен, тобто весь кристал складається з єдиної решітки з узгодженою орієнтацією кристалів. Полікристалічний: Полікристалічний складається з багатьох дрібних зерен, кожне з яких є окремим кристалом, і їх орієнтації є випадковими відносно одне одного. Ці зерна розділені межами зерен. Вартість виробництва полікристалічних матеріалів нижча, ніж монокристалів, тому вони все ще корисні в деяких сферах застосування. Де буде задіяний процес епітаксіювання?
У виробництві інтегральних схем на основі кремнію широко використовується епітаксіальний процес. Наприклад, кремнієва епітаксія використовується для вирощування чистого та точно контрольованого кремнієвого шару на кремнієвій підкладці, що надзвичайно важливо для виробництва вдосконалених інтегральних схем. Крім того, в енергетичних пристроях SiC і GaN є двома часто використовуваними напівпровідниковими матеріалами з широкою забороненою зоною з відмінними можливостями обробки електроенергії. Ці матеріали зазвичай вирощують на кремнієвих або інших підкладках за допомогою епітаксії. У квантовій комунікації квантові біти на основі напівпровідників зазвичай використовують кремнієво-германієві епітаксіальні структури. тощо

Методи епітаксійного нарощування?

Три широко використовувані методи напівпровідникової епітаксії:

Молекулярно-променева епітаксія (MBE): Молекулярно-променева епітаксія) — це технологія епітаксійного вирощування напівпровідників, яка виконується в умовах надвисокого вакууму. У цій технології вихідний матеріал випаровується у формі атомів або молекулярних пучків, а потім наноситься на кристалічну підкладку. MBE — це дуже точна та контрольована технологія вирощування тонкої плівки напівпровідника, яка може точно контролювати товщину нанесеного матеріалу на атомарному рівні.

Металоорганічний CVD (MOCVD): у процесі MOCVD органічні метали та гідридні гази, що містять необхідні елементи, подаються на підкладку при відповідній температурі, а необхідні напівпровідникові матеріали генеруються за допомогою хімічних реакцій і осідають на підкладці, а решта сполуки та продукти реакції виводяться.

Парофазова епітаксія (VPE): парофазова епітаксія є важливою технологією, яка зазвичай використовується у виробництві напівпровідникових пристроїв. Його основний принцип полягає в транспортуванні пари однієї речовини або сполуки в газі-носії та осадженні кристалів на підкладці за допомогою хімічних реакцій.