¿Qué es la epitaxia?

La mayoría de los ingenieros no están familiarizados conepitaxia, que juega un papel importante en la fabricación de dispositivos semiconductores.epitaxiaSe puede utilizar en diferentes productos de chips, y diferentes productos tienen diferentes tipos de epitaxia, incluyendoSi epitaxia, epitaxia de SiC, epitaxia de GaN, etc.

¿Qué es la epitaxia?
La epitaxia a menudo se llama "Epitaxia" en inglés. La palabra proviene de las palabras griegas "epi" (que significa "arriba") y "taxis" (que significa "disposición"). Como sugiere el nombre, significa colocar cuidadosamente encima de un objeto. El proceso de epitaxia consiste en depositar una fina capa monocristalina sobre un sustrato monocristalino. Esta capa monocristalina recién depositada se llama capa epitaxial.

Hay dos tipos principales de epitaxia: homoepitaxial y heteroepitaxial. Homoepitaxial se refiere al cultivo del mismo material en el mismo tipo de sustrato. La capa epitaxial y el sustrato tienen exactamente la misma estructura reticular. La heteroepitaxia es el crecimiento de otro material sobre un sustrato de un material. En este caso, la estructura reticular de la capa cristalina cultivada epitaxialmente y el sustrato pueden ser diferentes. ¿Qué son los monocristales y los policristalinos?
En semiconductores, a menudo escuchamos los términos silicio monocristalino y silicio policristalino. ¿Por qué algunos silicios se llaman monocristales y otros policristalinos?

Monocristal: la disposición de la red es continua y sin cambios, sin límites de grano, es decir, todo el cristal está compuesto de una única red con una orientación cristalina constante. Policristalino: El policristalino está compuesto de muchos granos pequeños, cada uno de los cuales es un solo cristal, y sus orientaciones son aleatorias entre sí. Estos granos están separados por límites de grano. El coste de producción de los materiales policristalinos es menor que el de los monocristales, por lo que siguen siendo útiles en algunas aplicaciones. ¿Dónde estará involucrado el proceso epitaxial?
En la fabricación de circuitos integrados basados ​​en silicio, el proceso epitaxial se utiliza ampliamente. Por ejemplo, la epitaxia del silicio se utiliza para hacer crecer una capa de silicio pura y finamente controlada sobre un sustrato de silicio, lo cual es extremadamente importante para la fabricación de circuitos integrados avanzados. Además, en dispositivos de potencia, SiC y GaN son dos materiales semiconductores de banda ancha de uso común con excelentes capacidades de manejo de energía. Estos materiales generalmente se cultivan sobre silicio u otros sustratos mediante epitaxia. En la comunicación cuántica, los bits cuánticos basados ​​en semiconductores suelen utilizar estructuras epitaxiales de silicio germanio. Etc.

¿Métodos de crecimiento epitaxial?

Tres métodos de epitaxia de semiconductores de uso común:

Epitaxia de haz molecular (MBE): la epitaxia de haz molecular es una tecnología de crecimiento epitaxial de semiconductores realizada en condiciones de vacío ultraalto. En esta tecnología, el material fuente se evapora en forma de átomos o haces moleculares y luego se deposita sobre un sustrato cristalino. MBE es una tecnología de crecimiento de película delgada de semiconductores muy precisa y controlable que puede controlar con precisión el espesor del material depositado a nivel atómico.

CVD organometálico (MOCVD): En el proceso MOCVD, los metales orgánicos y los gases de hidruros que contienen los elementos necesarios se suministran al sustrato a una temperatura adecuada, y los materiales semiconductores necesarios se generan mediante reacciones químicas y se depositan sobre el sustrato, mientras que el resto Se descargan compuestos y productos de reacción.

Epitaxia en fase de vapor (VPE): la epitaxia en fase de vapor es una tecnología importante comúnmente utilizada en la producción de dispositivos semiconductores. Su principio básico es transportar el vapor de una sola sustancia o compuesto en un gas portador y depositar cristales sobre un sustrato mediante reacciones químicas.