Mis on epitaksia?

Enamik insenere ei tunne sedaepitaksia, mis mängib olulist rolli pooljuhtseadmete valmistamisel.Epitaksiasaab kasutada erinevates kiibitoodetes ja erinevatel toodetel on erinevat tüüpi epitaksia, sealhulgasSee on epitaksia, SiC epitaksia, GaN epitaksiajne.

Mis on epitaksia?
Epitaksiat nimetatakse inglise keeles sageli "epitaksiks". Sõna pärineb kreeka sõnadest "epi" (tähendab "üleval") ja "takso" (tähendab "korraldust"). Nagu nimigi ütleb, tähendab see eseme peale kenasti paigutamist. Epitaksia protsess seisneb õhukese monokristallkihi ladestamises ühekristallilisele substraadile. Seda äsja ladestunud monokristallkihti nimetatakse epitaksiaalseks kihiks.

Epitaksiat on kaks peamist tüüpi: homoepitaksiaalne ja heteroepitaksiaalne. Homoepitaksiaalne viitab sama materjali kasvatamisele sama tüüpi substraadil. Epitaksiaalkihil ja substraadil on täpselt sama võre struktuur. Heteroepitaksia on teise materjali kasvamine ühe materjali substraadil. Sel juhul võib epitaksiaalselt kasvatatud kristallikihi ja substraadi sõrestruktuur olla erinev. Mis on monokristallid ja polükristallilised?
Pooljuhtides kuuleme sageli termineid monokristalliline räni ja polükristalliline räni. Miks nimetatakse mõnda räni monokristallideks ja mõnda räni polükristalliliseks?

Üksikkristall: Võre paigutus on pidev ja muutumatu, ilma terade piirideta, see tähendab, et kogu kristall koosneb ühest võrest, millel on ühtlane kristallide orientatsioon. Polükristalliline: polükristalliline koosneb paljudest väikestest teradest, millest igaüks on üksik kristall ja nende orientatsioonid on üksteise suhtes juhuslikud. Need terad on eraldatud terade piiridega. Polükristalliliste materjalide tootmiskulud on madalamad kui monokristallidel, seega on need mõnes rakenduses siiski kasulikud. Kuhu epitaksiaalne protsess kaasatakse?
Ränipõhiste integraallülituste valmistamisel kasutatakse laialdaselt epitaksiaalset protsessi. Näiteks kasutatakse räni epitaksit puhta ja peenkontrollitud ränikihi kasvatamiseks ränisubstraadile, mis on ülimalt oluline täiustatud integraallülituste valmistamisel. Lisaks on toiteseadmetes SiC ja GaN kaks laia ribalaiusega pooljuhtmaterjali, millel on suurepärane toitehaldusvõime. Neid materjale kasvatatakse tavaliselt ränil või muudel substraatidel epitaksi abil. Kvantkommunikatsioonis kasutavad pooljuhtidel põhinevad kvantbitid tavaliselt räni germaaniumi epitaksiaalseid struktuure. jne.

Epitaksiaalse kasvu meetodid?

Kolm tavaliselt kasutatavat pooljuhtide epitaksi meetodit:

Molecular beam epitaxy (MBE): molekulaarkiire epitaksia) on pooljuhtide epitaksiaalne kasvutehnoloogia, mida teostatakse ülikõrge vaakumi tingimustes. Selle tehnoloogia puhul aurustatakse lähtematerjal aatomite või molekulaarkiirte kujul ja sadestatakse seejärel kristallilisele substraadile. MBE on väga täpne ja juhitav pooljuhtide õhukese kile kasvutehnoloogia, mis suudab täpselt juhtida sadestatud materjali paksust aatomitasandil.

Metallorgaaniline CVD (MOCVD): MOCVD protsessis juhitakse substraadile sobival temperatuuril vajalikke elemente sisaldavad orgaanilised metallid ja hüdriidgaasid ning vajalikud pooljuhtmaterjalid genereeritakse keemiliste reaktsioonide kaudu ja sadestatakse aluspinnale, ülejäänud osa ühendid ja reaktsiooniproduktid väljuvad.

Aurufaasi epitaksia (VPE): Aurufaasi epitaksia on oluline tehnoloogia, mida tavaliselt kasutatakse pooljuhtseadmete tootmisel. Selle põhiprintsiibiks on üksiku aine või ühendi aurude transportimine kandegaasis ja kristallide ladestamine substraadile keemiliste reaktsioonide kaudu.