Ce este procesul de epitaxie semiconductor?

Este ideal pentru a construi circuite integrate sau dispozitive semiconductoare pe un strat de bază cristalin perfect.epitaxie(EPI) Procesul în fabricarea semiconductorilor își propune să depună un strat fin-cristalin fin, de obicei aproximativ 0,5 până la 20 microni, pe un substrat cu un singur cristalin. Procesul de epitaxie este un pas important în fabricarea dispozitivelor cu semiconductor, în special la fabricarea de napolitane de siliciu.

Proces de epitaxie (EPI) în fabricarea semiconductorilor

Prezentare generală a epitaxiei în fabricarea semiconductorilor
Ce este	Procesul de epitaxie (EPI) în fabricarea semiconductorilor permite creșterea unui strat cristalin subțire într -o orientare dată deasupra unui substrat cristalin.
Scop	În fabricarea semiconductorilor, obiectivul procesului de epitaxie este de a face electronii să se transporte mai eficient prin dispozitiv. În construcția dispozitivelor semiconductoare, straturile de epitaxie sunt incluse pentru a perfecționa și a face structura uniformă.
Proces	Procesul de epitaxie permite creșterea unor straturi epitaxiale de puritate mai mare pe un substrat din același material. În unele materiale semiconductoare, cum ar fi tranzistoarele bipolare cu heterojuncție (HBT) sau tranzistoarele cu efect de câmp semiconductor cu oxid de metal (MOSFET), procesul de epitaxie este utilizat pentru a crește un strat de material diferit de substrat. Procesul de epitaxie face posibilă creșterea unui strat dopat de densitate scăzută pe un strat de material puternic dopat.

Prezentare generală a epitaxiei în producția de semiconductori

Ce este Procesul de epitaxie (epi) în fabricarea semiconductoarelor permite creșterea unui strat cristalin subțire într-o orientare dată deasupra unui substrat cristalin.

Scop În fabricarea semiconductorilor, scopul procesului de epitaxie este de a face transportul electronilor mai eficient prin dispozitiv. În construcția dispozitivelor semiconductoare sunt incluse straturi de epitaxie pentru a rafina și uniformiza structura.

ProceseazăepitaxieProcesul permite creșterea straturilor epitaxiale de puritate mai mare pe un substrat din același material. În unele materiale semiconductoare, cum ar fi tranzistoarele bipolare heterojuncție (HBT) sau tranzistoarele cu efect de câmp semiconductor cu oxid de metal (MOSFET), procesul de epitaxie este utilizat pentru a crește un strat de material diferit de substrat. Procesul de epitaxie este cel care face posibilă creșterea unui strat dopat cu densitate mică pe un strat de material extrem de dopat.

Prezentare generală a procesului de epitaxie în fabricarea semiconductorilor

Ceea ce este procesul de epitaxie (EPI) în fabricarea semiconductorilor permite creșterea unui strat cristalin subțire într -o orientare dată deasupra unui substrat cristalin.

Obiectiv în fabricarea semiconductorilor, obiectivul procesului de epitaxie este de a face electronii transportați prin dispozitiv mai eficient. În construcția dispozitivelor semiconductoare, straturile de epitaxie sunt incluse pentru a perfecționa și a face structura uniformă.

Procesul de epitaxie permite creșterea unor straturi epitaxiale de puritate mai mare pe un substrat din același material. În unele materiale semiconductoare, cum ar fi tranzistoarele bipolare cu heterojuncție (HBT) sau tranzistoarele cu efect de câmp semiconductor cu oxid de metal (MOSFET), procesul de epitaxie este utilizat pentru a crește un strat de material diferit de substrat. Procesul de epitaxie face posibilă creșterea unui strat dopat cu densitate scăzută pe un strat de material puternic dopat.

Tipuri de procese epitaxiale în fabricarea semiconductorilor

În procesul epitaxial, direcția de creștere este determinată de cristalul substrat subiacent. În funcție de repetarea depunerii, pot exista unul sau mai multe straturi epitaxiale. Procesele epitaxiale pot fi utilizate pentru a forma straturi subțiri de material care este același sau diferit ca compoziție chimică și structură față de substratul de bază.

Două tipuri de procese EPI
Caracteristici	Homoepitaxie	Heteroepitaxie
Straturi de creștere	Stratul de creștere epitaxială este același material ca și stratul de substrat	Stratul de creștere epitaxial este un material diferit de stratul de substrat
Structură de cristal și zăbrele	Structura cristalului și constanta de zăpadă a substratului și a stratului epitaxial sunt aceleași	Structura cristalului și constanta de zăpadă a substratului și a stratului epitaxial sunt diferite
Exemple	Creșterea epitaxială a siliciului de înaltă puritate pe substratul de siliciu	Creșterea epitaxială a arseniurii de galiu pe substrat de siliciu
Aplicații	Structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi de diferite niveluri de dopaj sau filme pure pe substraturi mai puțin pure	Structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi din diferite materiale sau construind filme cristaline din materiale care nu pot fi obținute ca monocristale

Două tipuri de procese Epi

CaracteristiciHeteroepitaxie homoepitaxie

Straturi de creștere Stratul de creștere epitaxială este același material ca stratul de substrat Stratul de creștere epitaxială este un material diferit de stratul de substrat

Structura cristalului și zăbrele Structura cristalului și constanta de zăpadă a substratului și a stratului epitaxial sunt aceeași structură de cristal și constantă de zăpadă a substratului și a stratului epitaxial sunt diferite

Exemple Creșterea epitaxială a siliciului de înaltă puritate pe substrat de siliciu Creșterea epitaxială a arseniurii de galiu pe substrat de siliciu

Aplicații Structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi de diferite niveluri de dopaj sau filme pure pe substraturi mai puțin pure Structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi din diferite materiale sau construind filme cristaline din materiale care nu pot fi obținute ca monocristale

Două tipuri de procese epi

Caracteristici heteroepitaxie homoepitaxie

Stratul de creștere Stratul de creștere epitaxial este același material cu stratul de substrat Stratul de creștere epitaxial este un material diferit față de stratul de substrat

Structura cristalină și rețeaua Structura cristalină și constanta rețelei a substratului și a stratului epitaxial sunt aceleași Structura cristalină și constanta rețelei a substratului și a stratului epitaxial sunt diferite

Exemple Creștere epitaxială a siliciului de înaltă puritate pe substratul de siliciu Creștere epitaxială a arsenidei de galiu pe substratul de siliciu

Aplicații Structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi de diferite niveluri de dopaj sau filme pure pe substraturi mai puțin pure structuri de dispozitive semiconductoare care necesită straturi de materiale diferite sau construiesc filme cristaline de materiale care nu pot fi obținute ca cristale unice

Factori care afectează procesele epitaxiale în fabricarea semiconductorilor

 

Factori	Descriere
Temperatură	Afectează rata de epitaxie și densitatea stratului epitaxial. Temperatura necesară pentru procesul de epitaxie este mai mare decât temperatura camerei, iar valoarea depinde de tipul de epitaxie.
Presiune	Afectează rata epitaxiei și densitatea stratului epitaxial.
Defecte	Defectele epitaxiei duc la napolitane defecte. Condițiile fizice necesare procesului de epitaxie trebuie menținute pentru creșterea stratului epitaxial fără defecte.
Poziția dorită	Procesul de epitaxie ar trebui să crească pe poziția corectă a cristalului. Zonele în care nu se dorește creșterea în timpul procesului ar trebui să fie acoperite corespunzător pentru a preveni creșterea.
Auto-dopare	Deoarece procesul de epitaxie se realizează la temperaturi ridicate, atomii de dopanți pot provoca modificări în material.

Descrierea factorilor

Temperatura Afectează rata epitaxiei și densitatea stratului epitaxial. Temperatura necesară procesului de epitaxie este mai mare decât temperatura camerei și valoarea depinde de tipul de epitaxie.

Presiunea Afectează rata epitaxiei și densitatea stratului epitaxial.

Defecte Defectele epitaxiei duc la napolitane defecte. Condițiile fizice necesare procesului de epitaxie trebuie menținute pentru creșterea stratului epitaxial fără defecte.

Poziția dorită Procesul de epitaxie ar trebui să crească pe poziția corectă a cristalului. Zonele în care nu se dorește creșterea în timpul procesului ar trebui să fie acoperite corespunzător pentru a preveni creșterea.

Auto-dopaj Deoarece procesul de epitaxie se realizează la temperaturi ridicate, atomii de dopanți pot fi capabili să provoace modificări în material.

Descrierea factorilor

Temperatura afectează rata de epitaxie și densitatea stratului epitaxial. Temperatura necesară pentru procesul epitaxial este mai mare decât temperatura camerei, iar valoarea depinde de tipul de epitaxie.

Presiunea afectează rata de epitaxie și densitatea stratului epitaxial.

Defectele defectele din epitaxie duc la napolitane defecte. Condițiile fizice necesare pentru procesul de epitaxie ar trebui menținute pentru creșterea stratului epitaxial fără defecte.

Locația dorită Procesul de epitaxie ar trebui să crească pe locația corectă a cristalului. Zonele în care creșterea nu este dorită în timpul acestui proces ar trebui să fie acoperite corespunzător pentru a preveni creșterea.

Auto-dopaj Deoarece procesul de epitaxie se realizează la temperaturi ridicate, atomii de dopanți pot fi capabili să provoace modificări în material.

Densitatea și rata epitaxiale

Densitatea creșterii epitaxiale este numărul de atomi pe unitatea de volum de material din stratul de creștere epitaxial. Factori precum temperatura, presiunea și tipul de substrat semiconductor afectează creșterea epitaxială. În general, densitatea stratului epitaxial variază în funcție de factorii de mai sus. Viteza cu care crește stratul epitaxial se numește rata de epitaxie.

Dacă epitaxia este crescută în locația și orientarea corespunzătoare, rata de creștere va fi mare și invers. Similar cu densitatea stratului epitaxial, rata epitaxiei depinde, de asemenea, de factori fizici cum ar fi temperatura, presiunea și tipul de material al substratului.

Rata epitaxială crește la temperaturi ridicate și presiuni scăzute. Rata de epitaxie depinde, de asemenea, de orientarea structurii substratului, de concentrația reactanților și de tehnica de creștere utilizată.

Metode de proces de epitaxie

Există mai multe metode de epitaxie:Epitaxie în fază lichidă （LPE）, epitaxie în fază de vapori hibride, epitaxie în fază solidă,Depunerea stratului atomic, Depunerea de vapori chimici, Epitaxie cu fascicul molecular, etc. Să comparăm două procese de epitaxie: CVD și MBE.

Depunerea vaporilor chimici (CVD) Epitaxia fasciculului molecular (MBE)

Procesul chimic Proces fizic Proces

Implică o reacție chimică care apare atunci când un precursor al gazelor îndeplinește un substrat încălzit într -o cameră de creștere sau reactor, materialul care trebuie depus este încălzit în condiții de vid

Controlul precis al procesului de creștere a filmului Controlul precis al grosimii și compoziției stratului crescut

Pentru aplicații care necesită straturi epitaxiale de înaltă calitate Pentru aplicații care necesită straturi epitaxiale extrem de fine

Metoda cea mai des folosită Metodă mai scumpă

Depunere chimică de vapori (CVD)	Epitaxia fasciculului molecular (MBE)
Proces chimic	Proces fizic
Implică o reacție chimică care apare atunci când un precursor al gazelor îndeplinește un substrat încălzit într -o cameră de creștere sau reactor	Materialul care trebuie depus este încălzit în condiții de vid
Controlul precis al procesului de creștere a peliculei subțiri	Controlul precis al grosimii și compoziției stratului crescut
Utilizate în aplicații care necesită straturi epitaxiale de înaltă calitate	Folosit în aplicații care necesită straturi epitaxiale extrem de fine
Metoda cea mai frecvent utilizată	Metodă mai scumpă

Depunere chimică de vapori (CVD) Epitaxie cu fascicul molecular (MBE)

Proces chimic Proces fizic

Implică o reacție chimică care apare atunci când un precursor al gazelor îndeplinește un substrat încălzit într -o cameră de creștere sau reactor, materialul care trebuie depus este încălzit în condiții de vid

Controlul precis al procesului de creștere a filmelor subțiri Controlul precis al grosimii și compoziției stratului cultivat

Folosit în aplicații care necesită straturi epitaxiale de înaltă calitate Utilizat în aplicații care necesită straturi epitaxiale extrem de fine

Metoda cea mai des folosită Metodă mai scumpă

Procesul de epitaxie este critic în fabricarea semiconductorilor; optimizează performanţa de

dispozitive semiconductoare și circuite integrate. Este unul dintre principalele procese în fabricarea dispozitivelor semiconductoare care afectează calitatea, caracteristicile și performanța electrică a dispozitivului.