Epitaksiaalne kasv on tehnoloogia, mis kasvatab üksikkristalli kihi ühekristallilisele substraadile (substraadile), millel on substraadiga sama kristalli orientatsioon, nagu oleks algne kristall väljapoole ulatunud. See äsja kasvatatud monokristallikiht võib erineda substraadist juhtivuse tüübi, eritakistuse jms poolest ning võib kasvatada erineva paksuse ja erinevate nõuetega mitmekihilisi monokristalle, parandades seega oluliselt seadme disaini ja seadme jõudluse paindlikkust. Lisaks kasutatakse epitaksiaalset protsessi laialdaselt ka integraallülituste PN-siirde isolatsioonitehnoloogias ja suuremahuliste integraallülituste materjalikvaliteedi parandamisel.
Epitaksia klassifikatsioon põhineb peamiselt substraadi ja epitaksiaalse kihi erineval keemilisel koostisel ning erinevatel kasvumeetoditel.
Erinevate keemiliste koostiste järgi võib epitaksiaalse kasvu jagada kahte tüüpi:
1. Homoepitaksiaalne: sel juhul on epitaksiaalsel kihil substraadiga sama keemiline koostis. Näiteks räni epitaksiaalseid kihte kasvatatakse otse ränisubstraatidel.
2. Heteroepitaksia: siin on epitaksiaalse kihi keemiline koostis substraadi omast erinev. Näiteks safiirsubstraadil kasvatatakse galliumnitriidi epitaksiaalset kihti.
Erinevate kasvumeetodite järgi võib epitaksiaalse kasvu tehnoloogia jagada ka mitmeks tüübiks:
1. Molecular beam epitaxy (MBE): see on tehnoloogia üksikute kristallide õhukeste kilede kasvatamiseks monokristallsubstraatidel, mis saavutatakse molekulaarkiire voolukiiruse ja kiire tiheduse täpse juhtimisega ülikõrges vaakumis.
2. Metallorgaaniline keemiline aurustamine-sadestamine (MOCVD): see tehnoloogia kasutab metallorgaanilisi ühendeid ja gaasifaasi reaktiive, et viia läbi kõrgetel temperatuuridel keemilisi reaktsioone, et tekitada vajalikke õhukese kile materjale. Sellel on laialdased rakendused liitpooljuhtmaterjalide ja -seadmete valmistamisel.
3. Vedelfaasi epitaksia (LPE): lisades ühekristallilisele substraadile vedelat materjali ja teostades kuumtöötlust teatud temperatuuril, kristalliseerub vedel materjal, moodustades monokristallkile. Selle tehnoloogiaga valmistatud kiled sobitatakse aluspinnaga võrega ja neid kasutatakse sageli liitpooljuhtmaterjalide ja -seadmete valmistamiseks.
4. Aurufaasi epitaksia (VPE): kasutab gaasilisi reaktiive kõrgel temperatuuril keemiliste reaktsioonide läbiviimiseks, et tekitada vajalikke õhukese kile materjale. See tehnoloogia sobib suure pindalaga kvaliteetsete monokristallkilede valmistamiseks ning on eriti silmapaistev liitpooljuhtmaterjalide ja -seadmete valmistamisel.
5. Chemical beam epitaxy (CBE): see tehnoloogia kasutab keemilisi kiiri monokristallide kilede kasvatamiseks monokristallsubstraatidel, mis saavutatakse keemilise kiire voolukiiruse ja kiire tiheduse täpse juhtimisega. Sellel on laialdased rakendused kvaliteetsete ühekristall-õhukeste kilede valmistamisel.
6. Aatomikihi epitaksia (ALE): kasutades aatomkihtsadestamise tehnoloogiat, kantakse vajalikud õhukesed kilematerjalid kihthaaval monokristallsubstraadile. Selle tehnoloogiaga saab valmistada suure pindalaga kvaliteetseid monokristallkilesid ning seda kasutatakse sageli liitpooljuhtmaterjalide ja -seadmete valmistamiseks.
7. Kuuma seina epitaksia (HWE): kõrgel temperatuuril kuumutamisel sadestatakse gaasilised reagendid monokristall-substraadile, moodustades monokristallkile. See tehnoloogia sobib ka suure pindalaga kvaliteetsete monokristallkilede valmistamiseks ning seda kasutatakse eelkõige liitpooljuhtmaterjalide ja -seadmete valmistamisel.
Postitusaeg: mai-06-2024