Kaj je postopek polprevodniške epitaksije?

Idealno je za izgradnjo integriranih vezij ali polprevodniških naprav na popolni kristalni osnovni plasti. Theepitaksija(epi) postopek v proizvodnji polprevodnikov je namenjen nanosu fine monokristalne plasti, običajno približno 0,5 do 20 mikronov, na enokristalni substrat. Postopek epitaksije je pomemben korak pri izdelavi polprevodniških naprav, zlasti pri izdelavi silicijevih rezin.

Postopek epitaksije (epi) v proizvodnji polprevodnikov

Pregled epitaksije v proizvodnji polprevodnikov
kaj je	Postopek epitaksije (epi) v proizvodnji polprevodnikov omogoča rast tanke kristalne plasti v določeni orientaciji na vrhu kristalne podlage.
Cilj	V proizvodnji polprevodnikov je cilj postopka epitaksije omogočiti učinkovitejši transport elektronov skozi napravo. Pri izdelavi polprevodniških naprav so vključeni epitaksijski sloji, ki izboljšajo in naredijo strukturo enotno.
Proces	Proces epitaksija omogoča rast epitaksialnih plasti večje čistosti na podlagi istega materiala. V nekaterih polprevodniških materialih, kot so heterojunkcijski bipolarni tranzistorji (HBT) ali kovinski oksidni polprevodniški poljski tranzistorji (MOSFET), se postopek epitaksija uporablja za rast plasti materiala, ki se razlikuje od substrata. To je postopek epitaksije, ki omogoča gojenje dopirane plasti z nizko gostoto na plasti visoko dopiranega materiala.

Pregled epitaksije v proizvodnji polprevodnikov

Kaj je to. Postopek epitaksije (epi) v proizvodnji polprevodnikov omogoča rast tanke kristalne plasti v določeni orientaciji na vrhu kristalne podlage.

Cilj v proizvodnji polprevodnikov je cilj procesa epitaksija, da se elektroni izvajajo učinkovitejši skozi napravo. Pri konstrukciji polprevodniških naprav so vključeni plasti epitaksije, da se izpopolni in naredi strukturo enakomerno.

Obdelatiepitaksijapostopek omogoča rast epitaksialnih plasti višje čistosti na substratu iz istega materiala. V nekaterih polprevodniških materialih, kot so heterojunkcijski bipolarni tranzistorji (HBT) ali polprevodniški polprevodniški tranzistorji s kovinskim oksidom (MOSFET), se postopek epitaksije uporablja za rast plasti materiala, ki se razlikuje od substrata. To je postopek epitaksije, ki omogoča rast dopirane plasti z nizko gostoto na plasti visoko dopiranega materiala.

Pregled postopka epitaksije v proizvodnji polprevodnikov

Kaj je Postopek epitaksije (epi) v proizvodnji polprevodnikov omogoča rast tanke kristalne plasti v določeni orientaciji na vrhu kristalne podlage.

Cilj postopka epitaksije v proizvodnji polprevodnikov je učinkovitejši transport elektronov skozi napravo. Pri izdelavi polprevodniških naprav so vključeni epitaksijski sloji, ki izboljšajo in naredijo strukturo enotno.

Postopek epitaksije omogoča rast epitaksialnih plasti višje čistosti na substratu iz istega materiala. V nekaterih polprevodniških materialih, kot so heterojunkcijski bipolarni tranzistorji (HBT) ali polprevodniški polprevodniški tranzistorji s kovinskim oksidom (MOSFET), se postopek epitaksije uporablja za rast plasti materiala, ki se razlikuje od substrata. To je postopek epitaksije, ki omogoča rast dopirane plasti z nizko gostoto na plasti visoko dopiranega materiala.

Vrste epitaksialnih procesov v proizvodnji polprevodnikov

V epitaksialnem procesu je smer rasti določena z osnovnim kristalom substrata. Glede na ponovitev nanašanja je lahko ena ali več epitaksialnih plasti. Epitaksialni procesi se lahko uporabijo za oblikovanje tankih plasti materiala, ki so v kemični sestavi in ​​strukturi enake ali drugačne od osnovnega substrata.

Dve vrsti procesov Epi
Značilnosti	Homeepitaksija	Heteroepitaksija
Plasti rasti	Epitaksialna rastna plast je enak material kot substratna plast	Epitaksialna rastna plast je drugačen material kot substratna plast
Kristalna struktura in rešetka	Kristalna struktura in rešetkasta konstanta substrata in epitaksialne plasti sta enaka	Kristalna struktura in konstanta rešetke substrata in epitaksialne plasti sta različni
Primeri	Epitaksialna rast silicija visoke čistosti na silicijevem substratu	Epitaksialna rast galijevega arsenida na silicijevi podlagi
Aplikacije	Strukture polprevodniških naprav, ki zahtevajo plasti različnih ravni dopinga ali čistih filmov na manj čistih podlagah	Strukture polprevodniških naprav, ki zahtevajo plasti različnih materialov ali gradbenih kristalnih filmov materialov, ki jih ni mogoče dobiti kot posamezni kristali

Dve vrsti procesov Epi

ZnačilnostiHomoepitaksija Heteroepitaksija

Rastne plasti Epitaksialna rastna plast je enak material kot substratna plast. Epitaksialna rastna plast je drugačen material od substratne plasti.

Kristalna struktura in rešetka Kristalna struktura in rešetkasta konstanta substrata in epitaksialne plasti sta enaka kristalna struktura in rešetkasta konstanta substrata in epitaksialne plasti sta različna

Primeri Epitaksialna rast silicija visoke čistosti na silicijevem substratu Epitaksialna rast galijevega arzenida na silicijevem substratu

Aplikacije Polprevodniške strukture naprav, ki zahtevajo plasti različnih nivojev dopinga ali čistih filmov na manj čistih podlagah polprevodniških struktur naprav, ki zahtevajo plasti različnih materialov ali gradbenih kristalnih filmov materialov, ki jih ni mogoče dobiti kot enojne kristale

Dve vrsti Epi procesov

Značilnosti homoepitaksija heteroepitaksija

Rastna plast Epitaksialna rastna plast je enak material kot substratna plast. Epitaksialna rastna plast je drugačen material kot substratna plast.

Kristalna struktura in mreža Kristalna struktura in konstanta mreže substrata in epitaksialne plasti sta enaki Kristalna struktura in konstanta mreže substrata in epitaksialne plasti sta različni

Primeri Epitaksialna rast silicija visoke čistosti na silicijevem substratu Epitaksialna rast galijevega arzenida na silicijevem substratu

Aplikacije Polprevodniške strukture naprav, ki zahtevajo plasti različnih nivojev dopinga ali čistih filmov na manj čistih podlagah polprevodniških naprav, ki potrebujejo plasti različnih materialov ali izgradijo kristalne filme materialov, ki jih ni mogoče dobiti kot enojne kristale

Dejavniki, ki vplivajo na epitaksialne procese v proizvodnji polprevodnikov

 

Dejavniki	Opis
Temperatura	Vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti. Temperatura, potrebna za postopek epitaksije, je višja od sobne temperature, vrednost pa je odvisna od vrste epitaksije.
Pritisk	Vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti.
Pomanjkljivosti	Napake v epitaksiji vodijo do okvarjenih rezin. Fizične pogoje, potrebne za postopek epitaksije, je treba vzdrževati za rast epitaksialne plasti brez napak.
Želeni položaj	Postopek epitaksije naj raste na pravilnem položaju kristala. Območja, na katerih rast ni zaželena med postopkom, je treba pravilno prevleči, da se prepreči rast.
Samodoping	Ker se postopek epitaksija izvaja pri visokih temperaturah, lahko atomi dopantov prinašajo spremembe v materialu.

Opis dejavnikov

Temperatura Vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti. Temperatura, potrebna za postopek epitaksije, je višja od sobne temperature, vrednost pa je odvisna od vrste epitaksije.

Tlak Vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti.

Napake Napake v epitaksiji vodijo do okvarjenih rezin. Fizične pogoje, potrebne za postopek epitaksije, je treba vzdrževati za rast epitaksialne plasti brez napak.

Želeni položaj mora postopek epitaksija rasti na pravilnem položaju kristala. Območja, na katerih rast ni zaželena med postopkom, je treba pravilno prevleči, da se prepreči rast.

Samopiranje Ker se postopek epitaksija izvaja pri visokih temperaturah, bodo atomi dopantov lahko prinesli spremembe v materialu.

Opis faktorja

Temperatura vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti. Temperatura, potrebna za epitaksialni postopek, je višja od sobne temperature, vrednost pa je odvisna od vrste epitaksije.

Tlak vpliva na hitrost epitaksije in gostoto epitaksialne plasti.

Napake napake v epitaksiji vodijo do okvarjenih rezin. Za rast epitaksije, ki so potrebni za postopek epitaksije, je treba vzdrževati za rast epitaksialnih slojev brez napak.

Zaželena lokacija Postopek epitaksije naj raste na pravi lokaciji kristala. Področja, na katerih rast ni zaželena v tem procesu, je treba pravilno prevleči, da se prepreči rast.

Samodopiranje Ker se postopek epitaksije izvaja pri visokih temperaturah, lahko dopantni atomi povzročijo spremembe v materialu.

Epitaksialna gostota in hitrost

Gostota epitaksialne rasti je število atomov na prostorninsko enoto materiala v epitaksialni rastni plasti. Dejavniki, kot so temperatura, tlak in vrsta polprevodniškega substrata, vplivajo na epitaksialno rast. Na splošno se gostota epitaksialne plasti spreminja z zgornjimi dejavniki. Hitrost, s katero raste epitaksialna plast, se imenuje hitrost epitaksije.

Če je epitaksija gojena na pravilni lokaciji in usmerjenosti, bo stopnja rasti visoka in obratno. Podobno kot gostota epitaksialne plasti je tudi hitrost epitaksije odvisna od fizikalnih dejavnikov, kot so temperatura, tlak in vrsta materiala substrata.

Epitaksialna hitrost se poveča pri visokih temperaturah in nizkih tlakih. Hitrost epitaksija je odvisna tudi od orientacije strukture substrata, koncentracije reaktantov in uporabljene rastne tehnike.

Metode postopka epitaksije

Obstaja več metod epitaksije:Tekoča fazna epitaksija （LPE）, hibridna epitaksija parna faza, epitaksija v trdni fazi,nanos atomske plasti, Kemična odlaganje hlapov, epitaksija z molekularnim žarkom, itd. Primerjajmo dva postopka epitaksije: CVD in MBE.

Kemično naparjevanje (CVD) Molekularno žarkovna epitaksija (MBE)

Kemični proces Fizikalni proces

Vključuje kemijsko reakcijo, ki se pojavi, ko predhodnik plina izpolnjuje ogrevan substrat v rastni komori ali reaktor, ki ga je material, ki ga je treba odložiti

Natančna kontrola procesa rasti filma Natančna kontrola debeline in sestave narasle plasti

Za aplikacije, ki zahtevajo kakovostne epitaksialne plasti za aplikacije, ki zahtevajo izjemno fine epitaksialne plasti

Najpogosteje uporabljena metoda dražja metoda

Kemično naparjevanje (CVD)	Epitaksija molekularnega žarka (MBE)
Kemični proces	Fizični proces
Vključuje kemično reakcijo, ki se pojavi, ko se predhodnik plina sreča z ogrevanim substratom v rastni komori ali reaktorju	Material, ki ga je treba nanesti, se segreje v vakuumu
Natančen nadzor procesa rasti tankega filma	Natančna kontrola debeline in sestave narasle plasti
Uporablja se v aplikacijah, ki zahtevajo visokokakovostne epitaksialne plasti	Uporablja se v aplikacijah, ki zahtevajo izjemno fine epitaksialne plasti
Najpogosteje uporabljena metoda	Dražja metoda

Kemična odlaganje hlapov (CVD) Epitaksija molekularnega žarka (MBE)

Kemični proces Fizični proces

Vključuje kemijsko reakcijo, ki se pojavi, ko predhodnik plina izpolnjuje ogrevan substrat v rastni komori ali reaktor, ki ga je material, ki ga je treba odložiti

Natančen nadzor procesa rasti tankega filma Natančen nadzor debeline in sestave rastene plasti

Uporablja se v aplikacijah, ki zahtevajo visokokakovostne epitaksialne plasti. Uporablja se v aplikacijah, ki zahtevajo izjemno fine epitaksialne plasti.

Najpogosteje uporabljena metoda Dražja metoda

Postopek epitaksija je kritičen pri proizvodnji polprevodnikov; Optimizira zmogljivost

polprevodniške naprave in integrirana vezja. To je eden glavnih procesov v proizvodnji polprevodniških naprav, ki vpliva na kakovost, značilnosti in električno zmogljivost naprave.