Què és l'epitaxia?

La majoria dels enginyers no els coneixenepitaxia, que té un paper important en la fabricació de dispositius semiconductors.Epitaxiaes pot utilitzar en diferents productes de xips, i diferents productes tenen diferents tipus d'epitaxia, inclòsSi epitaxia, Epitaxia SiC, epitaxia GaN, etc.

Què és l'epitaxia?
L'epitaxia sovint s'anomena "Epitaxia" en anglès. La paraula prové de les paraules gregues "epi" (que significa "a dalt") i "taxis" (que significa "arranjament"). Com el seu nom indica, vol dir disposar ordenadament a sobre d'un objecte. El procés d'epitaxia consisteix a dipositar una capa fina d'un sol cristall sobre un substrat d'un sol cristall. Aquesta capa de cristall únic recentment dipositada s'anomena capa epitaxial.

Hi ha dos tipus principals d'epitaxis: homoepitaxial i heteroepitaxial. L'homoepitaxial es refereix a fer créixer el mateix material sobre el mateix tipus de substrat. La capa epitaxial i el substrat tenen exactament la mateixa estructura de gelosia. L'heteroepitaxia és el creixement d'un altre material sobre un substrat d'un material. En aquest cas, l'estructura de gelosia de la capa de cristall cultivada epitaxialment i el substrat poden ser diferents. Què són els cristalls simples i els policristalins?
En els semiconductors, sovint escoltem els termes silici monocristal·lí i silici policristalí. Per què alguns silicis s'anomenen cristalls simples i uns altres policristal·lí?

Cristall únic: la disposició de la gelosia és contínua i sense canvis, sense límits de gra, és a dir, tot el cristall es compon d'una sola xarxa amb una orientació cristal·lina consistent. Policristal·lí: el policristalí es compon de molts grans petits, cadascun dels quals és un únic cristall, i les seves orientacions són aleatòries entre si. Aquests grans estan separats per límits de gra. El cost de producció dels materials policristalins és inferior al dels cristalls simples, de manera que encara són útils en algunes aplicacions. On estarà implicat el procés epitaxial?
En la fabricació de circuits integrats basats en silici, el procés epitaxial s'utilitza àmpliament. Per exemple, l'epitaxia de silici s'utilitza per fer créixer una capa de silici pur i finament controlada sobre un substrat de silici, que és extremadament important per a la fabricació de circuits integrats avançats. A més, en els dispositius de potència, SiC i GaN són dos materials semiconductors de banda ampla d'ús habitual amb excel·lents capacitats de maneig de potència. Aquests materials solen cultivar-se sobre silici o altres substrats mitjançant epitaxia. En la comunicació quàntica, els bits quàntics basats en semiconductors solen utilitzar estructures epitaxials de germani de silici. Etc.

Mètodes de creixement epitaxial?

Tres mètodes d'epitaxi de semiconductors d'ús habitual:

Epitaxia de feix molecular (MBE): l'epitaxia de feix molecular) és una tecnologia de creixement epitaxial de semiconductors realitzada en condicions de buit ultra alt. En aquesta tecnologia, el material d'origen s'evapora en forma d'àtoms o feixos moleculars i després es diposita sobre un substrat cristal·lí. MBE és una tecnologia de creixement de pel·lícula fina de semiconductors molt precisa i controlable que pot controlar amb precisió el gruix del material dipositat a nivell atòmic.

CVD orgànic metàl·lic (MOCVD): en el procés MOCVD, els metalls orgànics i els gasos d'hidrur que contenen els elements necessaris es subministren al substrat a una temperatura adequada, i els materials semiconductors necessaris es generen mitjançant reaccions químiques i es dipositen sobre el substrat, mentre que la resta. es descarreguen compostos i productes de reacció.

Epitaxia en fase de vapor (VPE): l'epitaxia en fase de vapor és una tecnologia important que s'utilitza habitualment en la producció de dispositius semiconductors. El seu principi bàsic és transportar el vapor d'una sola substància o compost en un gas portador i dipositar cristalls sobre un substrat mitjançant reaccions químiques.