O crecemento epitaxial, a miúdo tamén coñecido como epitaxia, é un dos procesos máis importantes na fabricación de materiais e dispositivos semicondutores. O chamado crecemento epitaxial realízase baixo certas condicións no substrato de monocristal sobre o crecemento dunha capa de película de produto único. O crecemento da película de monocristal chámase tecnoloxía epitaxial de capa. A principios da década de 1960, a investigación da película fina de monocristal de silicio comezou a desenvolverse durante case medio século. Agora, a xente foi capaz de realizar unha variedade de películas semicondutoras baixo certas condicións de crecemento epitaxial. A tecnoloxía epitaxial resolveu moitos problemas nos compoñentes discretos semicondutores e nos circuítos integrados, mellorando enormemente o rendemento do dispositivo. A película epitaxial pode controlar con maior precisión o seu grosor e as súas propiedades de dopaxe, o que levou ao rápido desenvolvemento dos circuítos integrados semicondutores, ata unha etapa máis perfecta. O monocristal de silicio mediante corte, moenda, pulido e outras técnicas de procesamento permite obter unha lámina pulida, polo que se poden fabricar compoñentes discretos e circuítos integrados. Pero en moitas ocasións, esta lámina pulida só serve como soporte mecánico para o substrato, no que primeiro é necesario cultivar unha capa de película monocristalina co tipo de condutividade e resistividade axeitados e, a continuación, producir compoñentes discretos ou circuítos integrados nunha película monocristalina. Este método utilízase, por exemplo, na produción de transistores de silicio de alta frecuencia e alta potencia, resolvendo o conflito entre a tensión de ruptura e a resistencia en serie. O colector do transistor require unha alta tensión de ruptura, que está determinada pola resistividade da unión pn da oblea de silicio. Para cumprir este requisito, requírense materiais de alta resistencia. Os materiais de baixa resistencia de tipo n fortemente dopados na capa epitaxial de tipo n de alta resistencia lixeiramente dopada de varias a ducias de micras de espesor resolven a contradición entre a alta tensión de ruptura requirida pola alta resistividade e a baixa resistencia en serie do colector requirida pola baixa resistividade do substrato.
O crecemento epitaxial en fase gasosa é a aplicación máis temperá no campo dos semicondutores dunha tecnoloxía de crecemento epitaxial máis madura, que desempeña un papel importante no desenvolvemento da ciencia dos semicondutores, contribuíndo en gran medida á calidade dos materiais e dispositivos semicondutores e á mellora do seu rendemento. Na actualidade, a preparación de películas epitaxiales de monocristal semicondutoras é o método máis importante de deposición química de vapor. A chamada deposición química de vapor, é dicir, o uso de substancias gasosas na superficie sólida da reacción química, o proceso de xeración de depósitos sólidos. A tecnoloxía CVD pode cultivar películas monocristalinas de alta calidade, para obter o tipo de dopaxe e o grosor epitaxial requiridos, fácil de realizar na produción en masa e, polo tanto, foi amplamente utilizada na industria. Na industria, a oblea epitaxial preparada por CVD adoita ter unha ou máis capas soterradas, que se poden usar para controlar a estrutura do dispositivo e a distribución do dopaxe por difusión ou implantación de ións; as propiedades físicas da capa epitaxial de CVD son diferentes ás do material a granel, e o contido de osíxeno e carbono da capa epitaxial é xeralmente moi baixo, o que é a súa vantaxe. Non obstante, a capa epitaxial de deposición química en fase CVD é doada de autodopar, polo que nas aplicacións prácticas é necesario tomar certas medidas para reducir a capa epitaxial do autodopar. A tecnoloxía CVD aínda está nalgúns aspectos do estado do proceso empírico e necesita unha investigación máis profunda para que a tecnoloxía CVD siga desenvolvéndose.
O mecanismo de crecemento por CVD é moi complexo. Na reacción química adoita incluírse unha variedade de compoñentes e substancias, o que pode producir unha serie de produtos intermedios e existen moitas variables independentes, como a temperatura, a presión, o caudal de gas, etc., o proceso epitaxial ten unha serie de pasos sucesivos que se desenvolven e melloran mutuamente. O proceso epitaxial ten moitos pasos sucesivos que se expanden e perfeccionan mutuamente. Para analizar o proceso e o mecanismo de crecemento epitaxial por CVD, en primeiro lugar, hai que aclarar a solubilidade das substancias reactivas na fase gasosa, a presión parcial de equilibrio de varios gases, aclarar os procesos cinéticos e termodinámicos; despois, comprender o transporte de masa dos gases reactivos desde a fase gasosa ata a superficie do substrato, a formación da capa límite do fluxo de gas e a superficie do substrato, o crecemento do núcleo, así como a reacción superficial, a difusión e a migración, e así xerar finalmente a película desexada. No proceso de crecemento da CVD, o desenvolvemento e o progreso do reactor xogan un papel crucial, que determina en gran medida a calidade da capa epitaxial. A morfoloxía superficial da capa epitaxial, os defectos da rede, a distribución e o control das impurezas, o grosor e a uniformidade da capa epitaxial afectan directamente o rendemento e o rendemento do dispositivo.
–Este artigo foi publicado porfabricante de máquinas de revestimento ao baleiroGuangdong Zhenhua
Data de publicación: 04-05-2024