Эпитаксиальды процесс дегеніміз не?

Эпитаксиальды процестерге шолу

«Эпитакси» термині грек сөздерін «эпи» деген сөзден алады, «Тендерлік өтінім», «тапсырыс берілген» дегенді білдіреді, бұл кристалды өсудің реттелген сипатын білдіреді. Эпитакси - жартылай өткізгішті дайындаудағы шешуші процесс, бұл кристалды субстратқа жұқа кристалды қабаттың өсуіне қатысты. Жартылай өткізгіш өндірістегі эпитакси (EPI) процесі бір кристаллдың жұқа қабатын, әдетте шамамен 0,5-тен 20 мкм, бір кристаллдық субстратқа салуға бағытталған. EPI процесі - жартылай өткізгіш құрылғыны, әсіресекремний вафлидайындау.

Эпитакси жұқа қабықшаларды орналастыруға мүмкіндік береді және нақты электронды қасиеттерге бейімделуі мүмкін. Бұл процесс диодтар, транзисторлар және интегралды схемалар сияқты жоғары сапалы жартылай өткізгіш құрылғыларды құру үшін қажет.

Эпитакси түрлері

Эпитакси процесінде өсудің бағыты негізгі кристалмен анықталады.  Депозицияның қайталануына байланысты бір немесе бірнеше эпитакси қабаттары болуы мүмкін. Эпитакси процесін химиялық құрам мен құрылымға сәйкес негізгі субстратқа бірдей немесе басқаша болуы мүмкін жіңішке қабат қалыптастыруға болады. Эпитаксиді субстрат пен эпитаксиальды қабат арасындағы қатынастар негізінде екі бастапқы санатқа жіктеуге болады:HomoepitaxyжінеГетероепитакси.

Әрі қарай, біз гомоепитакси мен гетероепитакси арасындағы айырмашылықтарды төрт өлшемнен: өсірілген қабат, кристалды құрылым және тор, мысал және қолдану:

● homoepitaxy: Бұл эпитаксиальды қабат субстрат сияқты материалдан жасалған кезде пайда болады.

✔ өсірілген қабат: Эпитаксиальды өсірілген қабат субстрат қабаты сияқты бірдей материалдан тұрады.

✔ Кристалды құрылым және тор: Субстрат пен эпитаксиальды қабаттың кристалды құрылымы мен торы бірдей.

✔ мысал: Жоғары таза кремнийдің субстрат кремнийінің эпитаксикалық өсуі.

✔ өтініш: Жартылай өткізгіш құрылғыны салу, онда әр түрлі допинг деңгейі қажет, олардан азырақ субстраттарда таза қабаттар қажет.

● гетероепитакси: Бұл қабат пен субстрат үшін қолданылатын әр түрлі материалдарды қамтиды, мысалы, галлий арсенидіндегі (алгаас) Галлий арсенидіндегі (GAAS) алюминий галлы (алгаас). Сәтті гетероэпитаитакси ақауларды азайту үшін екі материал арасындағы ұқсас кристалды құрылымдарды қажет етеді.

✔ өсірілген қабат: Эпитаксистік өсірілген қабат субстрат қабатына қарағанда басқа материал болып табылады.

✔ Кристалды құрылым және тор: Субстрат пен эпитаксиальды қабаттың кристалды құрылымы мен торы әр түрлі.

✔ мысал: Силикон субстратындағы галлийдің эпитактикалық өсіру галлийі.

✔ өтініш: Жартылай өткізгіш құрылғыны құру Әр түрлі материалдардың қабаттары қажет немесе бір кристалл ретінде қол жетімді емес материалдың кристалды қабықшасын салу.

Жартылай өткізгішті дайындаудағы EPI процесіне әсер ететін факторлар:

✔ Температура: Эпитакси бағамына және эпитаксиальды қабаттың тығыздығына әсер етеді. Эпитакси процесі үшін қажет температура бөлме температурасынан жоғары, ал мәні эпитакси түріне байланысты.

✔ Қысым: Эпитакси бағамына және эпитаксиальды қабаттың тығыздығына әсер етеді.

✔ Кемшіліктер: Эпитаксидегі ақаулар ақаулы вафлиге апарады. Эпи процесі үшін қажет физикалық жағдайларда эпитаксиальды қабаттың ақаулы емес өсуі қажет.

✔ Қажетті позиция: Эпитаксиальды өсім кристаллдағы дұрыс позицияларда болуы керек. Эпитаксиальды процестен шығарылуы керек аймақтар өсудің алдын алу үшін дұрыс түсіріліп, дұрыс түсірілуі керек.

✔ Автоматты пайдалану: Эпитакси процесі жоғары температурада жүргізілгендіктен, допанттың атомдары материалдың өзгеруіне қабілетті болуы мүмкін.

Эпитаксиалды өсу әдістері

Эпитакси процесін орындаудың бірнеше әдістері бар: сұйық фазалық эпитакси, гибридті будың эпитаксиі, қатты фазалық эпитакси, аузы эпитакси, химиялық будың тұнбасы, молекулалық сәуленің тұнбасы, молекулалық сәуле эпитакси және т.б. Екі эпитакси процестерін салыстырайық: CVD және MBE.

Эпитаксиальды өсу режимдері

Эпитаксидің өсу режимдері: Эпитаксиальды өсу әр түрлі режимдер арқылы пайда болуы мүмкін, бұл қабаттардың қалай пайда болатынына әсер етеді:

✔ (a) Вольмер-Вебер (VW): Үздіксіз фильм түзілуіне дейін нуклеациясы пайда болатын үш өлшемді аралдың өсуімен сипатталады.

✔ (b)Frank-Van Der Merwe (FM): Біркелкі қалыңдықты ілгерілету, қабатпен өсуді қамтиды.

✔ (c) Бүйірлік-крастандар (SK): Қабаттықтың өсуінен басталатын VW және FM үйлесімі, сыни қалыңдығы аралдарға ауысуға ауысады.

Жартылай өткізгіш өндірісіндегі эпитакси өсуінің маңызы

Эпитакси жартылай өткізгіш вафлидің электрлік қасиеттерін жақсарту үшін өте маңызды. Допинг профильдерін бақылау және нақты материалдық сипаттамаларға қол жеткізу мүмкіндігі эпитаксиді заманауи электроникада қажет етеді.

Сонымен қатар, эпитаксиальды процестер жоғары сапалы датчиктер мен электрониканы дамытуда, жартылай өткізгіш технологияның жалғасып келе жатқан жетістіктерін көрсетеді. Сияқты бақылау параметрлеріТемпература, қысым және газ шығыныЭпитаксиальды өсу кезінде минималды ақаулары бар жоғары сапалы кристалды қабаттарға жету үшін өте маңызды.