Wat is epitaxie?

De meeste ingenieurs zijn er niet mee bekendepitaxie, dat een belangrijke rol speelt bij de productie van halfgeleiderapparaten.Epitaxiekan in verschillende chipproducten worden gebruikt en verschillende producten hebben verschillende soorten epitaxie, inclusiefSi epitaxie, SiC-epitaxie, GaN-epitaxieenz.

Wat is epitaxie?
Epitaxie wordt in het Engels vaak "Epitaxy" genoemd. Het woord komt van de Griekse woorden ‘epi’ (wat ‘boven’ betekent) en ‘taxis’ (wat ‘opstelling’ betekent). Zoals de naam al doet vermoeden, betekent dit: netjes op een object rangschikken. Bij het epitaxieproces wordt een dunne monokristallijne laag op een monokristallijn substraat afgezet. Deze nieuw afgezette monokristallijne laag wordt een epitaxiale laag genoemd.

Er zijn twee hoofdtypen epitaxie: homoepitaxiaal en heteroepitaxiaal. Homoepitaxiaal verwijst naar het kweken van hetzelfde materiaal op hetzelfde type substraat. De epitaxiale laag en het substraat hebben exact dezelfde roosterstructuur. Heteroepitaxy is de groei van een ander materiaal op een substraat van één materiaal. In dit geval kan de roosterstructuur van de epitaxiaal gegroeide kristallaag en het substraat verschillend zijn. Wat zijn enkele kristallen en polykristallijne?
In halfgeleiders horen we vaak de termen monokristallijn silicium en polykristallijn silicium. Waarom worden sommige siliciumsoorten enkelvoudige kristallen genoemd en andere silicium polykristallijn?

Eén kristal: De roosteropstelling is continu en onveranderd, zonder korrelgrenzen, dat wil zeggen dat het gehele kristal bestaat uit één enkel rooster met een consistente kristaloriëntatie. Polykristallijn: Polykristallijn bestaat uit vele kleine korrels, die elk een enkel kristal zijn, en hun oriëntaties zijn willekeurig ten opzichte van elkaar. Deze korrels worden gescheiden door korrelgrenzen. De productiekosten van polykristallijne materialen zijn lager dan die van enkele kristallen, dus ze zijn in sommige toepassingen nog steeds bruikbaar. Waar zal het epitaxiale proces betrokken zijn?
Bij de vervaardiging van op silicium gebaseerde geïntegreerde schakelingen wordt het epitaxiale proces veel gebruikt. Siliciumepitaxie wordt bijvoorbeeld gebruikt om een ​​zuivere en nauwkeurig gecontroleerde siliciumlaag op een siliciumsubstraat te laten groeien, wat uiterst belangrijk is voor de vervaardiging van geavanceerde geïntegreerde schakelingen. Bovendien zijn SiC en GaN in vermogensapparaten twee veelgebruikte halfgeleidermaterialen met een grote bandafstand en uitstekende vermogensverwerkingsmogelijkheden. Deze materialen worden meestal via epitaxie op silicium of andere substraten gekweekt. Bij kwantumcommunicatie gebruiken op halfgeleiders gebaseerde kwantumbits gewoonlijk epitaxiale structuren van silicium-germanium. Enz.

Methoden voor epitaxiale groei?

Drie veelgebruikte halfgeleider-epitaxiemethoden:

Moleculaire bundelepitaxie (MBE): Moleculaire bundelepitaxie) is een epitaxiale halfgeleidergroeitechnologie die wordt uitgevoerd onder ultrahoogvacuümomstandigheden. Bij deze technologie wordt het bronmateriaal verdampt in de vorm van atomen of moleculaire bundels en vervolgens afgezet op een kristallijn substraat. MBE is een zeer nauwkeurige en controleerbare dunne-filmgroeitechnologie voor halfgeleiders die de dikte van het afgezette materiaal op atomair niveau nauwkeurig kan regelen.

Metaalorganische CVD (MOCVD): In het MOCVD-proces worden organische metalen en hydridegassen die de vereiste elementen bevatten op een geschikte temperatuur aan het substraat toegevoerd, en worden de vereiste halfgeleidermaterialen gegenereerd door chemische reacties en op het substraat afgezet, terwijl de resterende verbindingen en reactieproducten worden afgevoerd.

Vapor Phase Epitaxy (VPE): Vapor Phase Epitaxy is een belangrijke technologie die vaak wordt gebruikt bij de productie van halfgeleiderapparaten. Het basisprincipe is om de damp van een enkele stof of verbinding in een draaggas te transporteren en door middel van chemische reacties kristallen op een substraat af te zetten.