Epitaxiell tillväxt är en teknik som odlar ett enkristalllager på ett enkristallsubstrat (substrat) med samma kristallorientering som substratet, som om den ursprungliga kristallen har sträckt sig utåt. Detta nytillväxta enkristallskikt kan skilja sig från substratet när det gäller konduktivitetstyp, resistivitet, etc., och kan växa flerskiktiga enkristaller med olika tjocklekar och olika krav, vilket avsevärt förbättrar flexibiliteten i enhetens design och enhetens prestanda. Dessutom används den epitaxiella processen i stor utsträckning inom PN-övergångsisoleringsteknik i integrerade kretsar och för att förbättra materialkvaliteten i storskaliga integrerade kretsar.
Klassificeringen av epitaxi baseras huvudsakligen på de olika kemiska sammansättningarna av substratet och epitaxilagret och de olika tillväxtmetoderna.
Enligt olika kemiska sammansättningar kan epitaxiell tillväxt delas in i två typer:
1. Homoepitaxial: I detta fall har epitaxialskiktet samma kemiska sammansättning som substratet. Till exempel odlas epitaxiella kiselskikt direkt på kiselsubstrat.
2. Heteroepitaxi: Här är den kemiska sammansättningen av epitaxialskiktet annorlunda än substratets. Till exempel odlas ett epitaxiellt lager av galliumnitrid på ett safirsubstrat.
Enligt olika tillväxtmetoder kan epitaxiell tillväxtteknologi också delas in i olika typer:
1. Molecular beam epitaxi (MBE): Detta är en teknik för att odla tunna enkristallfilmer på enkristallsubstrat, vilket uppnås genom att exakt styra den molekylära strålens flödeshastighet och stråldensiteten i ultrahögt vakuum.
2. Metall-organisk kemisk ångavsättning (MOCVD): Denna teknik använder metallorganiska föreningar och gasfasreagenser för att utföra kemiska reaktioner vid höga temperaturer för att generera de nödvändiga tunnfilmsmaterialen. Den har breda tillämpningar vid framställning av sammansatta halvledarmaterial och enheter.
3. Flytande fas epitaxi (LPE): Genom att tillsätta flytande material till ett enkristallsubstrat och utföra värmebehandling vid en viss temperatur, kristalliserar det flytande materialet för att bilda en enda kristallfilm. Filmerna som framställs med denna teknologi är gitter-anpassade till substratet och används ofta för att framställa sammansatta halvledarmaterial och enheter.
4. Vapor phase epitaxi (VPE): Använder gasformiga reaktanter för att utföra kemiska reaktioner vid höga temperaturer för att generera de nödvändiga tunnfilmsmaterialen. Denna teknik är lämplig för framställning av enkristallfilmer med stor yta, och är särskilt enastående vid framställning av sammansatta halvledarmaterial och enheter.
5. Kemisk strålepitaxi (CBE): Denna teknik använder kemiska strålar för att odla enkristallfilmer på enkristallsubstrat, vilket uppnås genom att exakt kontrollera den kemiska strålens flödeshastighet och stråldensitet. Den har breda tillämpningar vid framställning av högkvalitativa enkristallfilmer.
6. Atomskiktsepitaxi (ALE): Med hjälp av atomskiktsavsättningsteknik deponeras de erforderliga tunnfilmsmaterialen lager för lager på ett enkristallsubstrat. Denna teknik kan förbereda enkristallfilmer med stor yta av hög kvalitet och används ofta för att framställa sammansatta halvledarmaterial och enheter.
7. Hot wall epitaxi (HWE): Genom högtemperaturuppvärmning avsätts gasformiga reaktanter på ett enkristallsubstrat för att bilda en enda kristallfilm. Denna teknik är också lämplig för framställning av storarea, högkvalitativa enkristallfilmer, och används särskilt vid framställning av sammansatta halvledarmaterial och enheter.
Posttid: maj-06-2024