Epitaxiale groei is een technologie waarbij een enkele kristallaag groeit op een enkelkristalsubstraat (substraat) met dezelfde kristaloriëntatie als het substraat, alsof het oorspronkelijke kristal zich naar buiten heeft uitgebreid. Deze nieuw gegroeide enkele kristallaag kan verschillen van het substraat in termen van geleidbaarheidstype, soortelijke weerstand, enz., en kan meerlaagse enkele kristallen laten groeien met verschillende diktes en verschillende vereisten, waardoor de flexibiliteit van het apparaatontwerp en de apparaatprestaties aanzienlijk wordt verbeterd. Bovendien wordt het epitaxiale proces ook veel gebruikt in de PN-junctie-isolatietechnologie in geïntegreerde schakelingen en bij het verbeteren van de materiaalkwaliteit in grootschalige geïntegreerde schakelingen.
De classificatie van epitaxie is voornamelijk gebaseerd op de verschillende chemische samenstellingen van het substraat en de epitaxiale laag en de verschillende groeimethoden.
Volgens verschillende chemische samenstellingen kan epitaxiale groei in twee typen worden verdeeld:
1. Homoepitaxiaal: In dit geval heeft de epitaxiale laag dezelfde chemische samenstelling als het substraat. Epitaxiale lagen van silicium worden bijvoorbeeld rechtstreeks op siliciumsubstraten gegroeid.
2. Heteroepitaxy: Hier is de chemische samenstelling van de epitaxiale laag anders dan die van het substraat. Er wordt bijvoorbeeld een epitaxiale laag van galliumnitride op een saffiersubstraat gegroeid.
Volgens verschillende groeimethoden kan epitaxiale groeitechnologie ook in verschillende typen worden verdeeld:
1. Moleculaire bundelepitaxie (MBE): Dit is een technologie voor het kweken van dunne films van één kristal op substraten van één kristal, die wordt bereikt door de stroomsnelheid van de moleculaire bundel en de bundeldichtheid in ultrahoog vacuüm nauwkeurig te regelen.
2. Metaal-organische chemische dampafzetting (MOCVD): Deze technologie maakt gebruik van metaal-organische verbindingen en gasfasereagentia om bij hoge temperaturen chemische reacties uit te voeren om de vereiste dunne-filmmaterialen te genereren. Het heeft brede toepassingen bij de bereiding van samengestelde halfgeleidermaterialen en -apparaten.
3. Vloeibare fase-epitaxie (LPE): Door vloeibaar materiaal toe te voegen aan een monokristallijn substraat en een warmtebehandeling bij een bepaalde temperatuur uit te voeren, kristalliseert het vloeibare materiaal om een monokristallijne film te vormen. De films die met deze technologie worden vervaardigd, zijn qua rooster afgestemd op het substraat en worden vaak gebruikt om samengestelde halfgeleidermaterialen en -apparaten te bereiden.
4. Dampfase-epitaxie (VPE): Maakt gebruik van gasvormige reactanten om chemische reacties bij hoge temperaturen uit te voeren om de vereiste dunne-filmmaterialen te genereren. Deze technologie is geschikt voor het vervaardigen van hoogwaardige monokristallijne films met een groot oppervlak, en is vooral uitstekend bij de vervaardiging van samengestelde halfgeleidermaterialen en -apparaten.
5. Chemische bundelepitaxie (CBE): Deze technologie maakt gebruik van chemische bundels om monokristallijne films op monokristallijne substraten te laten groeien, wat wordt bereikt door de stroomsnelheid van de chemische bundel en de bundeldichtheid nauwkeurig te regelen. Het heeft brede toepassingen bij de vervaardiging van hoogwaardige dunne films met één kristal.
6. Atoomlaagepitaxie (ALE): Met behulp van atomaire laagdepositietechnologie worden de vereiste dunne-filmmaterialen laag voor laag afgezet op een monokristallijn substraat. Deze technologie kan hoogwaardige monokristallijne films met een groot oppervlak bereiden en wordt vaak gebruikt om samengestelde halfgeleidermaterialen en -apparaten te bereiden.
7. Hot wall epitaxie (HWE): Door verhitting op hoge temperatuur worden gasvormige reactanten afgezet op een monokristallijn substraat om een monokristallijne film te vormen. Deze technologie is ook geschikt voor het vervaardigen van hoogwaardige monokristallijne films met een groot oppervlak, en wordt vooral gebruikt bij de vervaardiging van samengestelde halfgeleidermaterialen en -apparaten.
Posttijd: 06 mei 2024