Co to jest epitaksja?

Większość inżynierów nie ma o tym zielonego pojęciaepitaksja, który odgrywa ważną rolę w produkcji urządzeń półprzewodnikowych.Epitaksjamoże być stosowany w różnych produktach chipowych, a różne produkty mają różne rodzaje epitaksji, w tymSi epitaksja, Epitaksja SiC, Epitaksja GaNitp.

Co to jest epitaksja?
Epitaksja jest często nazywana po angielsku „epitaksją”. Słowo to pochodzi od greckich słów „epi” (co oznacza „ponad”) i „taxis” (co oznacza „układ”). Jak sama nazwa wskazuje, oznacza to schludne ułożenie na przedmiocie. Proces epitaksji polega na osadzeniu cienkiej warstwy pojedynczego kryształu na podłożu monokrystalicznym. Ta nowo osadzona warstwa monokryształu nazywana jest warstwą epitaksjalną.

Istnieją dwa główne typy epitaksji: homoepitaksjalna i heteroepitaksyjna. Homoepitaksjalny odnosi się do uprawy tego samego materiału na tym samym typie podłoża. Warstwa epitaksjalna i podłoże mają dokładnie taką samą strukturę sieciową. Heteroepitaksja to wzrost innego materiału na podłożu z jednego materiału. W tym przypadku struktura sieciowa epitaksjalnie wyhodowanej warstwy kryształu i podłoża może być inna. Co to są monokryształy i polikrystaliczne?
W przypadku półprzewodników często słyszymy terminy krzem monokrystaliczny i krzem polikrystaliczny. Dlaczego niektóre krzemy nazywane są monokryształami, a inne krzemem polikrystalicznymi?

Pojedynczy kryształ: układ sieci jest ciągły i niezmienny, bez granic ziaren, to znaczy cały kryształ składa się z pojedynczej sieci o stałej orientacji kryształów. Polikrystaliczny: Polikrystaliczny składa się z wielu małych ziaren, z których każde jest pojedynczym kryształem, a ich orientacja jest losowa względem siebie. Ziarna te oddzielone są granicami ziaren. Koszt produkcji materiałów polikrystalicznych jest niższy niż w przypadku monokryształów, dlatego nadal są one przydatne w niektórych zastosowaniach. Gdzie będzie zaangażowany proces epitaksjalny?
W produkcji układów scalonych na bazie krzemu szeroko stosuje się proces epitaksjalny. Na przykład epitaksja krzemowa służy do wyhodowania czystej i precyzyjnie kontrolowanej warstwy krzemu na podłożu krzemowym, co jest niezwykle ważne w produkcji zaawansowanych układów scalonych. Ponadto w urządzeniach zasilających SiC i GaN to dwa powszechnie stosowane materiały półprzewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej i doskonałych możliwościach przenoszenia mocy. Materiały te są zwykle hodowane na krzemie lub innych podłożach poprzez epitaksję. W komunikacji kwantowej bity kwantowe oparte na półprzewodnikach zwykle wykorzystują struktury epitaksjalne krzemowo-germanowe. Itp.

Metody wzrostu epitaksjalnego?

Trzy powszechnie stosowane metody epitaksji półprzewodników:

Epitaksja z wiązek molekularnych (MBE): epitaksja z wiązek molekularnych) to technologia epitaksjalnego wzrostu półprzewodników wykonywana w warunkach ultrawysokiej próżni. W tej technologii materiał źródłowy odparowuje się w postaci atomów lub wiązek molekularnych, a następnie osadza na krystalicznym podłożu. MBE to bardzo precyzyjna i kontrolowana technologia wzrostu cienkich warstw półprzewodników, która umożliwia precyzyjną kontrolę grubości osadzonego materiału na poziomie atomowym.

Metaloorganiczne CVD (MOCVD): W procesie MOCVD metale organiczne i gazy wodorkowe zawierające wymagane pierwiastki dostarczane są do podłoża w odpowiedniej temperaturze, a w wyniku reakcji chemicznych powstają wymagane materiały półprzewodnikowe i osadzane na podłożu, natomiast pozostała część związki i produkty reakcji są odprowadzane.

Epitaksja w fazie gazowej (VPE): Epitaksja w fazie gazowej to ważna technologia powszechnie stosowana w produkcji urządzeń półprzewodnikowych. Jego podstawową zasadą jest transport pary pojedynczej substancji lub związku w gazie nośnym i osadzanie kryształów na podłożu w drodze reakcji chemicznych.