Што такое эпітаксія?

Большасць інжынераў не знаёмыя зэпітаксія, які гуляе важную ролю ў вытворчасці паўправадніковых прыбораў.Эпітаксіяможа быць выкарыстаны ў розных прадуктах чыпаў, і розныя прадукты маюць розныя тыпы эпітаксіі, у тым лікуSi эпітаксія, SiC эпітаксія, Эпітаксія GaNі г.д.

Што такое эпітаксія?
Эпітаксію часта называюць «эпітаксіяй» на англійскай мове. Слова паходзіць ад грэчаскіх слоў «epi» (што азначае «над») і «taxis» (што азначае «размяшчэнне»). Як вынікае з назвы, гэта азначае акуратнае размяшчэнне на аб'екце. Працэс эпітаксіі заключаецца ў нанясенні тонкага монакрысталічнага пласта на монакрышталічную падкладку. Гэты нядаўна адкладзены монакрышталічны пласт называецца эпітаксійным пластом.

Існуе два асноўных тыпу эпітаксіі: гомаэпітаксіяльная і гетэраэпітаксіяльная. Гомаэпітаксіяльны адносіцца да вырошчвання аднаго і таго ж матэрыялу на адным і тым жа тыпе падкладкі. Эпітаксійны пласт і падкладка маюць абсалютна аднолькавую структуру рашоткі. Гетероэпитаксия - гэта рост іншага матэрыялу на падкладцы з аднаго матэрыялу. Пры гэтым структура рашоткі эпітаксіяльна вырашчанага крышталічнага пласта і падкладкі можа адрознівацца. Што такое монакрышталі і полікрышталічы?
У паўправадніках мы часта чуем тэрміны монакрышталічны крэмній і полікрышталічны крэмній. Чаму некаторыя крэмнію называюць монакрышталямі, а некаторыя — полікрышталічнымі?

Монакрышталь: размяшчэнне рашоткі бесперапыннае і нязменнае, без межаў зерняў, гэта значыць увесь крышталь складаецца з адной рашоткі з паслядоўнай арыентацыяй крышталя. Полікрышталічны: Полікрышталічны складаецца з мноства дробных зерняў, кожнае з якіх з'яўляецца адзіным крышталем, і іх арыентацыі выпадковыя адносна адно аднаго. Гэтыя збожжа падзеленыя межамі збожжа. Кошт вытворчасці полікрышталічных матэрыялаў ніжэй, чым у монакрышталяў, таму яны ўсё яшчэ карысныя ў некаторых сферах прымянення. Дзе будзе задзейнічаны працэс эпітаксіі?
У вытворчасці крэмніевых інтэгральных схем шырока выкарыстоўваецца працэс эпітаксіі. Напрыклад, крэмніевая эпітаксія выкарыстоўваецца для вырошчвання чыстага і дакладна кантраляванага пласта крэмнія на крамянёвай падкладцы, што надзвычай важна для вытворчасці ўдасканаленых інтэгральных схем. Акрамя таго, у сілавых прыладах SiC і GaN з'яўляюцца двума шырокапрымяняльнымі шыроказоннымі паўправадніковымі матэрыяламі з выдатнымі магчымасцямі апрацоўкі энергіі. Гэтыя матэрыялы звычайна вырошчваюць на крэмніі або іншых падкладках шляхам эпітаксіі. У квантавай сувязі квантавыя біты на аснове паўправаднікоў звычайна выкарыстоўваюць эпітаксіяльныя структуры з крэмнія і германія. І г.д.

Метады эпітаксійнага росту?

Тры часта выкарыстоўваюцца метаду паўправадніковай эпітаксіі:

Малекулярна-прамянёвая эпітаксія (MBE): Малекулярна-прамянёвая эпітаксія) - гэта тэхналогія эпітаксіяльнага росту паўправаднікоў, якая выконваецца ва ўмовах звышвысокага вакууму. У гэтай тэхналогіі зыходны матэрыял выпараецца ў выглядзе атамаў або малекулярных пучкоў і затым наносіцца на крышталічную падкладку. MBE - гэта вельмі дакладная і кіраваная тэхналогія вырошчвання тонкіх плёнак паўправаднікоў, якая можа дакладна кантраляваць таўшчыню нанесенага матэрыялу на атамным узроўні.

Металаарганічны CVD (MOCVD): у працэсе MOCVD арганічныя металы і гідрыдныя газы, якія змяшчаюць неабходныя элементы, падаюцца на падкладку пры адпаведнай тэмпературы, а неабходныя паўправадніковыя матэрыялы ствараюцца ў выніку хімічных рэакцый і асаджваюцца на падкладцы, а астатнія злучэнні і прадукты рэакцыі выкідваюцца.

Парафазная эпітаксія (VPE): парафазная эпітаксія - важная тэхналогія, якая звычайна выкарыстоўваецца ў вытворчасці паўправадніковых прыбораў. Яго асноўны прынцып заключаецца ў транспарціроўцы пары аднаго рэчыва або злучэння ў газе-носьбіце і асаджванні крышталяў на падкладцы з дапамогай хімічных рэакцый.