Kas ir epitaksija?

Lielākā daļa inženieru nav pazīstami arepitaksija, kam ir svarīga loma pusvadītāju ierīču ražošanā.Epitaksijavar izmantot dažādos mikroshēmu izstrādājumos, un dažādiem produktiem ir dažādi epitaksijas veidi, tostarpSi epitaksija, SiC epitaksija, GaN epitaksijautt.

Kas ir epitaksija?
Epitaksiju angļu valodā bieži sauc par “epitaksiju”. Vārds cēlies no grieķu vārdiem “epi” (nozīmē “augšā”) un “taksometri” (nozīmē “izkārtojums”). Kā norāda nosaukums, tas nozīmē glīti sakārtot objektu virsū. Epitaksijas process ir plāna viena kristāla slāņa nogulsnēšana uz viena kristāla substrāta. Šo tikko nogulsnēto viena kristāla slāni sauc par epitaksiālo slāni.

Ir divi galvenie epitaksijas veidi: homoepitaksijas un heteroepitaksijas. Homoepitaksiāls attiecas uz viena un tā paša materiāla audzēšanu uz tāda paša veida substrāta. Epitaksiālajam slānim un substrātam ir tieši tāda pati režģa struktūra. Heteroepitaksija ir cita materiāla augšana uz viena materiāla substrāta. Šajā gadījumā epitaksiski audzētā kristāla slāņa un substrāta režģa struktūra var atšķirties. Kas ir monokristāli un polikristāliski?
Pusvadītājos mēs bieži dzirdam terminus monokristāla silīcijs un polikristāliskais silīcijs. Kāpēc daļu silīcija sauc par monokristāliem, bet daļu - par polikristāliskiem?

Viens kristāls: režģa izkārtojums ir nepārtraukts un nemainīgs, bez graudu robežām, tas ir, viss kristāls sastāv no viena režģa ar konsekventu kristāla orientāciju. Polikristālisks: Polikristālisks sastāv no daudziem maziem graudiņiem, no kuriem katrs ir viens kristāls, un to orientācija ir nejauša attiecībā pret otru. Šos graudus atdala graudu robežas. Polikristālisko materiālu ražošanas izmaksas ir zemākas nekā monokristālu, tāpēc dažos gadījumos tie joprojām ir noderīgi. Kur tiks iesaistīts epitaksiālais process?
Silīcija integrālo shēmu ražošanā plaši tiek izmantots epitaksiālais process. Piemēram, silīcija epitaksiju izmanto, lai uz silīcija substrāta audzētu tīru un precīzi kontrolētu silīcija slāni, kas ir ārkārtīgi svarīgi progresīvu integrālo shēmu ražošanā. Turklāt barošanas ierīcēs SiC un GaN ir divi plaši izmantotie platjoslas pusvadītāju materiāli ar lieliskām jaudas apstrādes iespējām. Šos materiālus parasti audzē uz silīcija vai citiem substrātiem, izmantojot epitaksiju. Kvantu komunikācijā uz pusvadītājiem balstīti kvantu biti parasti izmanto silīcija germānija epitaksiālās struktūras. utt.

Epitaksiālās augšanas metodes?

Trīs bieži izmantotās pusvadītāju epitaksijas metodes:

Molekulārā stara epitaksija (MBE): molekulārā stara epitaksija) ir pusvadītāju epitaksijas augšanas tehnoloģija, ko veic īpaši augsta vakuuma apstākļos. Šajā tehnoloģijā izejmateriāls tiek iztvaicēts atomu vai molekulu staru veidā un pēc tam nogulsnēts uz kristāliska substrāta. MBE ir ļoti precīza un vadāma pusvadītāju plānslāņa augšanas tehnoloģija, kas var precīzi kontrolēt nogulsnētā materiāla biezumu atomu līmenī.

Metāla organiskais CVD (MOCVD): MOCVD procesā organiskie metāli un hidrīda gāzes, kas satur nepieciešamos elementus, tiek piegādāti substrātam atbilstošā temperatūrā, un nepieciešamie pusvadītāju materiāli tiek ģenerēti ķīmiskās reakcijās un tiek nogulsnēti uz substrāta, bet atlikušie. savienojumi un reakcijas produkti tiek izvadīti.

Tvaika fāzes epitaksija (VPE): tvaika fāzes epitaksija ir svarīga tehnoloģija, ko parasti izmanto pusvadītāju ierīču ražošanā. Tās pamatprincips ir transportēt vienas vielas vai savienojuma tvaikus nesējgāzē un ķīmisku reakciju ceļā nogulsnēt kristālus uz substrāta.