Kaj je epitaksialna rast?

Epitaksialna rast je tehnologija, ki zraste enokristalno plast na enokristalnem substratu (substratu) z enako orientacijo kristala kot substrat, kot da bi se prvotni kristal razširil navzven.Ta na novo zrasla monokristalna plast se lahko razlikuje od podlage v smislu vrste prevodnosti, upornosti itd., in lahko raste večplastne monokristale z različnimi debelinami in različnimi zahtevami, s čimer se močno izboljša prilagodljivost zasnove naprave in zmogljivost naprave.Poleg tega se epitaksialni postopek pogosto uporablja tudi v tehnologiji izolacije spoja PN v integriranih vezjih in pri izboljšanju kakovosti materiala v velikih integriranih vezjih.

Razvrstitev epitaksije temelji predvsem na različnih kemičnih sestavah substrata in epitaksialne plasti ter različnih metodah rasti.
Glede na različne kemične sestave lahko epitaksialno rast razdelimo na dve vrsti:

1. Homoepitaksialno: V tem primeru ima epitaksialna plast enako kemično sestavo kot substrat.Na primer, silicijeve epitaksialne plasti se gojijo neposredno na silicijevih substratih.

2. Heteroepitaksija: tukaj je kemična sestava epitaksialne plasti drugačna od sestave substrata.Na primer, epitaksialna plast galijevega nitrida se goji na substratu iz safirja.

Glede na različne metode rasti lahko tehnologijo epitaksialne rasti razdelimo tudi na različne vrste:

1. Molecular beam epitaxy (MBE): To je tehnologija za gojenje monokristalnih tankih filmov na monokristalnih substratih, ki se doseže z natančnim nadzorom hitrosti pretoka molekularnega žarka in gostote žarka v ultravisokem vakuumu.

2. Kovinsko-organsko kemično naparjevanje (MOCVD): Ta tehnologija uporablja kovinsko-organske spojine in reagente v plinski fazi za izvajanje kemičnih reakcij pri visokih temperaturah za ustvarjanje potrebnih tankoslojnih materialov.Ima široko uporabo pri pripravi sestavljenih polprevodniških materialov in naprav.

3. Epitaksija s tekočo fazo (LPE): z dodajanjem tekočega materiala monokristalnemu substratu in izvedbo toplotne obdelave pri določeni temperaturi tekoči material kristalizira, da tvori monokristalni film.Filmi, pripravljeni s to tehnologijo, se mrežasto ujemajo s substratom in se pogosto uporabljajo za pripravo sestavljenih polprevodniških materialov in naprav.

4. Parnofazna epitaksija (VPE): uporablja plinaste reaktante za izvajanje kemičnih reakcij pri visokih temperaturah, da se ustvarijo zahtevani tankoslojni materiali.Ta tehnologija je primerna za pripravo visokokakovostnih monokristalnih filmov z veliko površino in je še posebej izjemna pri pripravi sestavljenih polprevodniških materialov in naprav.

5. Kemična epitaksija (CBE): Ta tehnologija uporablja kemične žarke za gojenje monokristalnih filmov na monokristalnih substratih, kar se doseže z natančnim nadzorom pretoka kemičnega žarka in gostote žarka.Ima široko uporabo pri pripravi visokokakovostnih monokristalnih tankih filmov.

6. Atomska plastna epitaksija (ALE): S tehnologijo nanašanja atomske plasti se zahtevani tankoslojni materiali nanesejo plast za plastjo na enokristalni substrat.Ta tehnologija lahko pripravi visokokakovostne monokristalne filme velike površine in se pogosto uporablja za pripravo sestavljenih polprevodniških materialov in naprav.

7. Hot wall epitaxy (HWE): Z visokotemperaturnim segrevanjem se plinasti reaktanti nanesejo na enokristalni substrat, da tvorijo monokristalni film.Ta tehnologija je primerna tudi za pripravo visokokakovostnih monokristalnih filmov z veliko površino in se uporablja zlasti pri pripravi sestavljenih polprevodniških materialov in naprav.