Кој е процесот на епитаксија на полупроводници?

Идеално е да се изградат интегрирани кола или полупроводнички уреди на совршен кристален основен слој. Наепитаксија(epi) процесот во производството на полупроводници има за цел да депонира фин еднокристален слој, обично околу 0,5 до 20 микрони, на еднокристална подлога. Процесот на епитаксија е важен чекор во производството на полупроводнички уреди, особено во производството на силиконски нафора.

Процес на епитакси (ЕПИ) во производство на полупроводници

Преглед на епитаксија во производството на полупроводници
Што е тоа	Процесот на епитаксија (епи) во производството на полупроводници овозможува раст на тенок кристален слој во дадена ориентација на врвот на кристална подлога.
Цел	Во производството на полупроводници, целта на процесот на епитакси е да се направат електроните да се транспортираат поефикасно преку уредот. Во изградбата на полупроводнички уреди, вклучени се епитаксични слоеви за рафинирање и правење на структурата униформа.
Процес	Процесот на епитаксијата овозможува раст на повисоки епитаксични слоеви на чистота на подлогата на истиот материјал. Кај некои полупроводнички материјали, како што се хетеројнкционални биполарни транзистори (HBTs) или метални оксидни полупроводнички ефекти на полето (MOSFET), процесот на епитаксијата се користи за одгледување слој на материјал различен од подлогата. Тоа е процесот на епитаксијата што овозможува да се зголеми допираниот слој со мала густина на слој на високо допираниот материјал.

Преглед на епитаксијата во производството на полупроводници

Што е тоа процесот на епитакси (ЕПИ) во производството на полупроводници овозможува раст на тенок кристален слој во дадена ориентација на врвот на кристалната подлога.

Целта во производството на полупроводници, целта на процесот на епитакси е да се направат електроните да се транспортираат поефикасно преку уредот. Во изградбата на полупроводнички уреди, вклучени се епитаксични слоеви за рафинирање и правење на структурата униформа.

Процесот наепитаксијаПроцесот овозможува раст на повисоки епитаксични слоеви на чистота на подлогата на истиот материјал. Кај некои полупроводнички материјали, како што се хетеројнкционални биполарни транзистори (HBTs) или метални оксидни полупроводнички ефекти на полето (MOSFET), процесот на епитаксијата се користи за одгледување слој на материјал различен од подлогата. Тоа е процесот на епитаксијата што овозможува да се зголеми допираниот слој со мала густина на слој на високо допираниот материјал.

Преглед на процесот на епитакси во производството на полупроводници

Она што е процесот на епитакси (ЕПИ) во производството на полупроводници овозможува раст на тенок кристален слој во дадена ориентација на врвот на кристалната подлога.

Целта во производството на полупроводници, целта на процесот на епитаксијата е да ги направи електроните транспортирани низ уредот поефикасно. Во изградбата на полупроводнички уреди, се вклучени епитаксичните слоеви за да се рафинира и да се направи структурата униформа.

Процесот на епитаксијата овозможува растење на епитаксијални слоеви со поголема чистота на подлога од истиот материјал. Кај некои полупроводнички материјали, како што се хетероврзувачки биполарни транзистори (HBT) или транзистори со ефект на поле со полупроводнички метални оксиди (MOSFET), процесот на епитаксијата се користи за да се развие слој материјал различен од подлогата. Тоа е процесот на епитаксијата што овозможува да се одгледува допинг слој со мала густина на слој од високо допиран материјал.

Видови на епитаксични процеси во производството на полупроводници

Во епитаксијалниот процес, насоката на раст се определува со основниот кристал на подлогата. Во зависност од повторувањето на таложењето, може да има еден или повеќе епитаксични слоеви. Епитаксијалните процеси можат да се користат за формирање на тенки слоеви на материјал што е ист или различен во хемискиот состав и структурата од основната подлога.

Два типа на Epi процеси
Карактеристики	Хомоепитаксија	Хетероепитаксија
Слоеви за раст	Епитаксијалниот слој за раст е ист материјал како и слојот на подлогата	Епитаксиалниот слој на раст е различен материјал од слојот на подлогата
Кристална структура и решетки	Кристалната структура и константа на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се исти	Кристалната структура и константа на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се различни
Примери	Епитаксичен раст на силикон со висока чистота на силиконски подлога	Епитаксијален раст на галиум арсенид на силициумска подлога
Апликации	Структури на полупроводнички уреди кои бараат слоеви од различни нивоа на допинг или чисти филмови на помалку чисти подлоги	Структури на полупроводнички уреди кои бараат слоеви од различни материјали или градење кристални филмови од материјали кои не можат да се добијат како единечни кристали

Два типа на Epi процеси

КарактеристикиHomoepitaxy heteroепитаксија

Слоеви за раст Епитаксијалниот слој на раст е ист материјал како и слојот на подлогата Епитаксијалниот слој за раст е различен материјал од слојот на подлогата

Кристалната структура и решетка Кристалната структура и константата на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се исти Кристалната структура и константата на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се различни

Примери Епитаксијален раст на силициум со висока чистота на силиконски супстрат Епитаксијален раст на галиум арсенид на силициумска подлога

Апликации Структурите на уредот за полупроводници кои бараат слоеви на различни нивоа на допинг или чисти филмови на помалку чисти подложни структури на уреди за полупроводници кои бараат слоеви на различни материјали или градење кристални филмови на материјали што не можат да се добијат како единечни кристали

Два вида на ЕПИ процеси

Карактеристики хомоепитаксија хетероепитакси

Слој за раст Епитаксијалниот слој за раст е ист материјал како и слојот на подлогата Епитаксијалниот слој за раст е различен материјал од слојот на подлогата

Кристална структура и решетки, кристалната структура и константа на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се исти, кристалната структура и константа на решетката на подлогата и епитаксијалниот слој се различни

Примери Епитаксијален раст на силициум со висока чистота на силиконски супстрат Епитаксијален раст на галиум арсенид на силициумска подлога

Апликации Структури на полупроводнички уреди кои бараат слоеви со различни нивоа на допинг или чисти филмови на помалку чисти подлоги Структури на полупроводнички уреди кои бараат слоеви од различни материјали или градат кристални филмови од материјали што не можат да се добијат како единечни кристали

Фактори кои влијаат на епитаксијалните процеси во производството на полупроводници

 

Фактори	Опис
Температура	Влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксијата на слојот. Температурата потребна за процесот на епитаксијата е повисока од собната температура и вредноста зависи од видот на епитаксијата.
Притисок	Влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксијата на слојот.
Дефекти	Дефектите во епитаксијата доведуваат до неисправни наполитанки. Физичките услови потребни за процесот на епитаксијата треба да се одржуваат за раст на епитаксијалниот слој без дефекти.
Посакувана позиција	Процесот на епитаксијата треба да расте на правилната положба на кристалот. Областите каде што не е посакуван раст во текот на процесот треба да бидат соодветно обложени за да се спречи растот.
Само-допинг	Бидејќи процесот на епитаксијата се изведува на високи температури, атомите на допант може да можат да донесат промени во материјалот.

Опис на факторите

Температура Влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксијалниот слој. Температурата потребна за процесот на епитаксијата е повисока од собната температура и вредноста зависи од видот на епитаксијата.

Притисокот влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксијалниот слој.

Дефекти Дефектите во епитаксијата доведуваат до неисправни наполитанки. Физичките услови потребни за процесот на епитаксијата треба да се одржуваат за раст на епитаксијалниот слој без дефекти.

Посакувана позиција Епитаксијата процес треба да расте на правилната позиција на кристалот. Областите каде што растот не е посакуван во текот на процесот треба да бидат правилно обложени за да се спречи растот.

Само-допинг Бидејќи процесот на епитаксијата се изведува на високи температури, атомите на допант може да можат да донесат промени во материјалот.

Опис на фактор

Температура Влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксиалниот слој. Температурата потребна за епитаксијалниот процес е повисока од собната температура, а вредноста зависи од видот на епитаксијата.

Притисокот влијае на стапката на епитаксијата и густината на епитаксијалниот слој.

Дефектите дефекти во епитаксијата доведуваат до неисправни нафора. Треба да се одржат физички услови потребни за процесот на епитаксијата за раст на епитаксијалниот слој без дефект.

Посакувана локација Процесот на епитаксијата треба да расте на вистинската локација на кристалот. Областите каде што не е посакуван раст во текот на овој процес треба да бидат соодветно обложени за да се спречи растот.

Само-допинг Бидејќи процесот на епитаксијата се изведува на високи температури, атомите на допант може да можат да донесат промени во материјалот.

Епитаксијална густина и брзина

Густината на епитаксијалниот раст е бројот на атоми по единица волумен на материјалот во слојот на епитаксијален раст. Факторите како што се температурата, притисокот и видот на полупроводничката подлога влијаат на епитаксиалниот раст. Општо земено, густината на епитаксијалниот слој варира во зависност од горенаведените фактори. Брзината со која расте епитаксијалниот слој се нарекува стапка на епитаксија.

Ако епитаксијата се одгледува на соодветна локација и ориентација, стапката на раст ќе биде висока и обратно. Слично на густината на епитаксијалниот слој, стапката на епитаксијата зависи и од физичките фактори како што се температурата, притисокот и типот на материјалот на подлогата.

Епитаксијалната стапка се зголемува при високи температури и низок притисок. Стапката на епитаксија зависи и од ориентацијата на структурата на подлогата, концентрацијата на реактантите и употребената техника на раст.

Методи за процеси на епитаксијата

Постојат неколку методи на епитаксија:течна фаза епитаксија (LPE), хибридна фаза на пареа епитакси, епитаксија на цврста фаза,таложење на атомски слој, Депонирање на хемиска пареа, Молекуларна зрак епитаксија, итн. Ајде да споредиме два процеса на епитаксијата: CVD и MBE.

Хемиско таложење на пареа (CVD) Молекуларна епитаксија на зрак (MBE)

Хемиски процес Физички процес

Вклучува хемиска реакција што се јавува кога претходникот на гас исполнува загреан подлога во комора за раст или реактор, материјалот што треба да се депонира се загрева под вакуумски услови

Прецизна контрола на процесот на растење на филмот Прецизна контрола на дебелината и составот на израснатиот слој

За апликации кои бараат висококвалитетни епитаксијални слоеви За апликации кои бараат исклучително фини епитаксијални слоеви

Најчесто се користи метод поскап метод

Хемиско таложење на пареа (CVD)	Епитакси на молекуларен зрак (МБЕ)
Хемиски процес	Физички процес
Вклучува хемиска реакција што се јавува кога претходник на гас исполнува загреан подлога во комора за раст или реактор	Материјалот што треба да се депонира се загрева под вакуумски услови
Прецизна контрола на процесот на растење на тенок филм	Прецизна контрола на дебелината и составот на израснатиот слој
Се користи во апликации кои бараат висококвалитетни епитаксијални слоеви	Се користат во апликации кои бараат исклучително фини епитаксични слоеви
Најчесто користен метод	Поскап метод

Депонирање на хемиска пареа (CVD) Молекуларна зрак епитакси (MBE)

Хемиски процес Физички процес

Вклучува хемиска реакција што се јавува кога претходникот на гас исполнува загреан подлога во комора за раст или реактор, материјалот што треба да се депонира се загрева под вакуумски услови

Прецизна контрола на процесот на раст на тенок филм Прецизна контрола на дебелината и составот на возрасниот слој

Се користи во апликации кои бараат висококвалитетни епитаксијални слоеви Се користи во апликации кои бараат исклучително фини епитаксијални слоеви

Најчесто користен метод Поскап метод

Процесот на епитакси е клучен во производството на полупроводници; ги оптимизира перформансите на

полупроводнички уреди и интегрирани кола. Тој е еден од главните процеси во производството на полупроводнички уреди што влијае на квалитетот, карактеристиките и електричните перформанси на уредот.