Kaj je epitaksija?

Večina inženirjev ne poznaepitaksija, ki igra pomembno vlogo pri izdelavi polprevodniških naprav.Epitaksijase lahko uporablja v različnih izdelkih s čipi, različni izdelki pa imajo različne vrste epitaksije, vključno zSi epitaksija, SiC epitaksija, GaN epitaksijaitd.

Kaj je epitaksija?
Epitaksija se v angleščini pogosto imenuje "epitaksija". Beseda izhaja iz grških besed "epi" (kar pomeni "zgoraj") in "taxis" (kar pomeni "dogovor"). Kot že ime pove, pomeni lepo razporejanje na vrhu predmeta. Postopek epitaksije je nanos tanke monokristalne plasti na enokristalni substrat. Ta na novo odložena monokristalna plast se imenuje epitaksialna plast.

Obstajata dve glavni vrsti epitaksije: homoepitaksialna in heteroepitaksialna. Homoepitaksialno se nanaša na gojenje istega materiala na isti vrsti substrata. Epitaksialna plast in substrat imata popolnoma enako mrežno strukturo. Heteroepitaksija je rast drugega materiala na podlagi enega materiala. V tem primeru je lahko mrežna struktura epitaksialno gojenega kristalnega sloja in substrata različna. Kaj so monokristali in polikristalni?
Pri polprevodnikih pogosto slišimo izraza monokristalni silicij in polikristalni silicij. Zakaj nekateri silicij imenujemo monokristali, nekateri pa polikristalni?

Monokristal: Razporeditev rešetke je zvezna in nespremenjena, brez meja zrn, kar pomeni, da je celoten kristal sestavljen iz ene same mreže z dosledno kristalno orientacijo. Polikristalno: Polikristalno je sestavljeno iz številnih majhnih zrn, od katerih je vsako enojni kristal, njihove orientacije pa so naključne glede na drugo. Ta zrna so ločena z mejami zrn. Proizvodni stroški polikristalnih materialov so nižji kot pri monokristalih, zato so še vedno uporabni v nekaterih aplikacijah. Kje bo vključen epitaksialni postopek?
Pri izdelavi integriranih vezij na osnovi silicija se pogosto uporablja epitaksialni postopek. Silicijeva epitaksija se na primer uporablja za gojenje čiste in natančno nadzorovane plasti silicija na silicijevem substratu, kar je izjemno pomembno za izdelavo naprednih integriranih vezij. Poleg tega sta v močnostnih napravah SiC in GaN dva pogosto uporabljena polprevodniška materiala s širokim pasovnim razmakom z odličnimi zmožnostmi upravljanja z energijo. Ti materiali se običajno gojijo na siliciju ali drugih substratih z epitaksijo. V kvantni komunikaciji kvantni bitovi na osnovi polprevodnikov običajno uporabljajo epitaksialne strukture silicijevega germanija. itd.

Metode epitaksialne rasti?

Tri pogosto uporabljene metode polprevodniške epitaksije:

Molecular beam epitaxy (MBE): Molecular beam epitaxy) je tehnologija epitaksialne rasti polprevodnikov, ki se izvaja v pogojih ultravisokega vakuuma. Pri tej tehnologiji se izvorni material upari v obliki atomov ali molekularnih žarkov in nato odloži na kristalni substrat. MBE je zelo natančna in nadzorovana tehnologija za rast tankega filma polprevodnikov, ki lahko natančno nadzoruje debelino nanesenega materiala na atomski ravni.

Kovinski organski CVD (MOCVD): V procesu MOCVD se organske kovine in hidridni plini, ki vsebujejo zahtevane elemente, dovajajo substratu pri ustrezni temperaturi, zahtevani polprevodniški materiali pa se ustvarijo s kemičnimi reakcijami in odložijo na substrat, medtem ko preostali spojine in produkti reakcije se odvajajo.

Epitaksija v parni fazi (VPE): Epitaksija v parni fazi je pomembna tehnologija, ki se običajno uporablja pri proizvodnji polprevodniških naprav. Njegovo osnovno načelo je prenašanje hlapov ene same snovi ali spojine v nosilnem plinu in odlaganje kristalov na substrat s pomočjo kemičnih reakcij.