Wzrost epitaksjalny to technologia polegająca na hodowaniu warstwy pojedynczego kryształu na podłożu monokrystalicznym (podłożu) o tej samej orientacji kryształów co podłoże, tak jakby oryginalny kryształ rozciągał się na zewnątrz. Ta nowo wyhodowana warstwa monokryształu może różnić się od podłoża pod względem rodzaju przewodności, rezystywności itp. i może wytwarzać wielowarstwowe monokryształy o różnych grubościach i różnych wymaganiach, znacznie poprawiając w ten sposób elastyczność konstrukcji urządzenia i jego wydajność. Ponadto proces epitaksjalny jest również szeroko stosowany w technologii izolacji złączy PN w układach scalonych oraz w poprawie jakości materiałów w wielkogabarytowych układach scalonych.
Klasyfikacja epitaksji opiera się głównie na różnym składzie chemicznym podłoża i warstwy epitaksjalnej oraz różnych metodach wzrostu.
Według różnych składów chemicznych wzrost epitaksjalny można podzielić na dwa typy:
1. Homoepitaksjalny:
W tym przypadku warstwa epitaksjalna ma taki sam skład chemiczny jak podłoże. Na przykład warstwy epitaksjalne krzemu hoduje się bezpośrednio na podłożach krzemowych.
2. Heteroepitaksja:
Tutaj skład chemiczny warstwy epitaksjalnej różni się od składu podłoża. Na przykład warstwa epitaksjalna azotku galu jest hodowana na podłożu szafirowym.
Według różnych metod wzrostu, technologię wzrostu epitaksjalnego można również podzielić na różne typy:
1. Epitaksja z wiązek molekularnych (MBE):
Jest to technologia hodowli cienkich warstw monokrystalicznych na podłożach monokrystalicznych, którą osiąga się poprzez precyzyjną kontrolę natężenia przepływu wiązki molekularnej i gęstości wiązki w ultrawysokiej próżni.
2. Chemiczne osadzanie z fazy gazowej metaloorganicznej (MOCVD):
Technologia ta wykorzystuje związki metaloorganiczne i odczynniki w fazie gazowej do przeprowadzania reakcji chemicznych w wysokich temperaturach w celu wytworzenia wymaganych materiałów cienkowarstwowych. Ma szerokie zastosowanie w przygotowywaniu złożonych materiałów i urządzeń półprzewodnikowych.
3. Epitaksja w fazie ciekłej (LPE):
Dodając ciekły materiał do podłoża monokrystalicznego i przeprowadzając obróbkę cieplną w określonej temperaturze, ciekły materiał krystalizuje, tworząc warstwę monokrystaliczną. Folie przygotowane tą technologią są dopasowane siatką do podłoża i często wykorzystywane są do wytwarzania złożonych materiałów i urządzeń półprzewodnikowych.
4. Epitaksja w fazie gazowej (VPE):
Wykorzystuje reagenty gazowe do przeprowadzania reakcji chemicznych w wysokich temperaturach w celu wytworzenia wymaganych materiałów cienkowarstwowych. Technologia ta nadaje się do wytwarzania wielkopowierzchniowych, wysokiej jakości filmów monokrystalicznych i szczególnie wyróżnia się w przygotowywaniu złożonych materiałów i urządzeń półprzewodnikowych.
5. Epitaksja wiązką chemiczną (CBE):
Technologia ta wykorzystuje wiązki chemiczne do hodowli folii monokrystalicznych na podłożach monokrystalicznych, co osiąga się poprzez precyzyjną kontrolę natężenia przepływu i gęstości wiązki chemicznej. Ma szerokie zastosowanie w wytwarzaniu wysokiej jakości cienkich warstw monokrystalicznych.
6. Epitaksja warstwy atomowej (ALE):
Dzięki technologii osadzania warstw atomowych wymagane materiały cienkowarstwowe są osadzane warstwa po warstwie na podłożu z pojedynczego kryształu. Technologia ta umożliwia wytwarzanie wielkopowierzchniowych, wysokiej jakości folii monokrystalicznych i jest często stosowana do wytwarzania złożonych materiałów i urządzeń półprzewodnikowych.
7. Epitaksja gorących ścian (HWE):
W wyniku ogrzewania w wysokiej temperaturze reagenty gazowe osadzają się na podłożu monokrystalicznym, tworząc warstwę monokrystaliczną. Technologia ta nadaje się również do wytwarzania wysokiej jakości folii monokrystalicznych o dużej powierzchni i jest szczególnie stosowana do wytwarzania złożonych materiałów i urządzeń półprzewodnikowych.
Czas publikacji: 6 maja 2024 r