Vad är epitaxi?

De flesta ingenjörer är obekanta medepitaxi, som spelar en viktig roll vid tillverkning av halvledarenheter.Epitaxikan användas i olika chipprodukter, och olika produkter har olika typer av epitaxi, inklusiveSi epitaxi, SiC epitaxi, GaN epitaxi, etc.

Vad är epitaxi?
Epitaxi kallas ofta "Epitaxy" på engelska. Ordet kommer från de grekiska orden "epi" (som betyder "ovan") och "taxi" (som betyder "arrangemang"). Som namnet antyder betyder det att man arrangerar snyggt ovanpå ett föremål. Epitaxiprocessen är att avsätta ett tunt enkristalllager på ett enkristallsubstrat. Detta nyligen avsatta enkristallskikt kallas ett epitaxiellt skikt.

Det finns två huvudtyper av epitaxi: homoepitaxial och heteroepitaxial. Homoepitaxial hänvisar till att odla samma material på samma typ av substrat. Det epitaxiella lagret och substratet har exakt samma gitterstruktur. Heteroepitaxi är tillväxten av ett annat material på ett substrat av ett material. I detta fall kan gitterstrukturen för det epitaxiellt odlade kristallskiktet och substratet vara olika. Vad är enkristaller och polykristallina?
I halvledare hör vi ofta termerna enkristallint kisel och polykristallint kisel. Varför kallas en del kisel enkristaller och en del kisel kallas polykristallint?

Enkristall: Gitterarrangemanget är kontinuerligt och oförändrat, utan korngränser, det vill säga hela kristallen är sammansatt av ett enda gitter med konsekvent kristallorientering. Polykristallin: Polykristallin är sammansatt av många små korn, som var och en är en enkristall, och deras orienteringar är slumpmässiga i förhållande till varandra. Dessa korn är åtskilda av korngränser. Produktionskostnaden för polykristallina material är lägre än för enkristaller, så de är fortfarande användbara i vissa applikationer. Var kommer den epitaxiella processen att vara involverad?
Vid tillverkning av kiselbaserade integrerade kretsar används den epitaxiella processen i stor utsträckning. Till exempel används kiselepitaxi för att odla ett rent och finkontrollerat kiselskikt på ett kiselsubstrat, vilket är oerhört viktigt för tillverkning av avancerade integrerade kretsar. Dessutom, i kraftenheter är SiC och GaN två vanligt använda halvledarmaterial med breda bandgap med utmärkta effekthanteringsförmåga. Dessa material odlas vanligtvis på kisel eller andra substrat genom epitaxi. I kvantkommunikation använder halvledarbaserade kvantbitar vanligtvis epitaxiella strukturer av kiselgermanium. Etc.

Metoder för epitaxiell tillväxt?

Tre vanligt använda halvledarepitaximetoder:

Molecular beam epitaxi (MBE): Molecular beam epitaxi) är en halvledar epitaxiell tillväxtteknologi som utförs under ultrahöga vakuumförhållanden. I denna teknik förångas källmaterialet i form av atomer eller molekylära strålar och avsätts sedan på ett kristallint substrat. MBE är en mycket exakt och kontrollerbar halvledar-tunnfilmstillväxtteknologi som exakt kan kontrollera tjockleken på det avsatta materialet på atomnivå.

Metallorganisk CVD (MOCVD): I MOCVD-processen tillförs organiska metaller och hydridgaser som innehåller de nödvändiga elementen till substratet vid en lämplig temperatur, och de erforderliga halvledarmaterialen genereras genom kemiska reaktioner och avsätts på substratet, medan de återstående föreningar och reaktionsprodukter släpps ut.

Vapor Phase Epitaxy (VPE): Vapor Phase Epitaxi är en viktig teknik som vanligtvis används vid tillverkning av halvledarenheter. Dess grundläggande princip är att transportera ångan från ett enda ämne eller en förening i en bärargas och avsätta kristaller på ett substrat genom kemiska reaktioner.