Hvad er epitaksi?

De fleste ingeniører kender ikkeepitaksi, som spiller en vigtig rolle i fremstilling af halvlederenheder.Epitaksikan bruges i forskellige chipprodukter, og forskellige produkter har forskellige typer af epitaksi, bl.aSi epitaksi, SiC epitaksi, GaN epitaksiosv.

Hvad er epitaksi?
Epitaxy kaldes ofte "Epitaxy" på engelsk. Ordet kommer fra de græske ord "epi" (der betyder "ovenfor") og "taxier" (der betyder "arrangement"). Som navnet antyder, betyder det at arrangere pænt oven på en genstand. Epitaksiprocessen er at afsætte et tyndt enkeltkrystallag på et enkeltkrystalsubstrat. Dette nyligt aflejrede enkeltkrystallag kaldes et epitaksielt lag.

Der er to hovedtyper af epitaksi: homoepitaxial og heteroepitaxial. Homoepitaxial refererer til at dyrke det samme materiale på den samme type substrat. Det epitaksiale lag og substratet har nøjagtig samme gitterstruktur. Heteroepitaxy er væksten af ​​et andet materiale på et substrat af et materiale. I dette tilfælde kan gitterstrukturen af ​​det epitaksialt dyrkede krystallag og substratet være anderledes. Hvad er enkeltkrystaller og polykrystallinsk?
I halvledere hører vi ofte begreberne enkeltkrystalsilicium og polykrystallinsk silicium. Hvorfor kaldes noget silicium enkeltkrystaller og noget silicium kaldes polykrystallinsk?

Enkeltkrystal: Gitterarrangementet er kontinuerligt og uændret, uden korngrænser, det vil sige, at hele krystallen er sammensat af et enkelt gitter med ensartet krystalorientering. Polykrystallinsk: Polykrystallinsk er sammensat af mange små korn, som hver er en enkelt krystal, og deres orienteringer er tilfældige i forhold til hinanden. Disse korn er adskilt af korngrænser. Produktionsomkostningerne for polykrystallinske materialer er lavere end for enkeltkrystaller, så de er stadig nyttige i nogle applikationer. Hvor vil den epitaksiale proces blive involveret?
Ved fremstilling af siliciumbaserede integrerede kredsløb er den epitaksiale proces meget udbredt. For eksempel bruges siliciumepitaksi til at dyrke et rent og fint styret siliciumlag på et siliciumsubstrat, hvilket er ekstremt vigtigt til fremstilling af avancerede integrerede kredsløb. Derudover er SiC og GaN i strømenheder to almindeligt anvendte halvledermaterialer med bred båndgab med fremragende effekthåndteringsevner. Disse materialer dyrkes normalt på silicium eller andre substrater gennem epitaksi. I kvantekommunikation bruger halvlederbaserede kvantebits normalt silicium germanium epitaksiale strukturer. Osv.

Metoder til epitaksial vækst?

Tre almindeligt anvendte halvlederepitaksimetoder:

Molecular beam epitaxy (MBE): Molecular beam epitaxy) er en halvleder-epitaksial vækstteknologi, der udføres under ultrahøjvakuumforhold. I denne teknologi fordampes kildematerialet i form af atomer eller molekylære stråler og aflejres derefter på et krystallinsk substrat. MBE er en meget præcis og kontrollerbar halvleder tyndfilm vækstteknologi, der præcist kan kontrollere tykkelsen af ​​det aflejrede materiale på atomniveau.

Metal organisk CVD (MOCVD): I MOCVD-processen tilføres organiske metaller og hydridgasser indeholdende de nødvendige elementer til substratet ved en passende temperatur, og de nødvendige halvledermaterialer genereres gennem kemiske reaktioner og aflejres på substratet, mens de resterende forbindelser og reaktionsprodukter udledes.

Vapor Phase Epitaxy (VPE): Vapor Phase Epitaxy er en vigtig teknologi, der almindeligvis anvendes til fremstilling af halvlederenheder. Dets grundlæggende princip er at transportere dampen af ​​et enkelt stof eller forbindelse i en bæregas og afsætte krystaller på et substrat gennem kemiske reaktioner.