O crescimento epitaxial, frequentemente também conhecido como epitaxia, é um dos processos mais importantes na fabricação de materiais e dispositivos semicondutores. O chamado crescimento epitaxial ocorre sob certas condições no substrato de cristal único no crescimento de uma camada de um processo de filme de produto único. O crescimento do filme de cristal único é chamado de camada epitaxial. A tecnologia epitaxial é a pesquisa de filmes finos de cristal único de silício no início da década de 1960 com base no surgimento do desenvolvimento de quase meio século agora, as pessoas têm sido capazes de realizar uma variedade de filmes semicondutores sob certas condições de crescimento epitaxial. A tecnologia epitaxial resolveu muitos problemas em componentes discretos semicondutores e circuitos integrados, melhorando significativamente o desempenho do dispositivo. O filme epitaxial pode controlar com mais precisão sua espessura e propriedades de dopagem, essa característica levou ao rápido desenvolvimento de circuitos integrados semicondutores, em um estágio mais perfeito. Um único cristal de silício pode ser obtido por meio de corte, trituração, polimento e outras técnicas de processamento. A partir dele, é possível fabricar componentes discretos e circuitos integrados. No entanto, em muitos casos, essa folha polida serve apenas como suporte mecânico para o substrato, sendo necessário primeiro desenvolver uma camada de filme monocristalino com a condutividade e resistividade adequadas, para então produzir componentes discretos ou circuitos integrados a partir do filme monocristalino. Esse método é utilizado, por exemplo, na produção de transistores de silício de alta frequência e alta potência, resolvendo o conflito entre a tensão de ruptura e a resistência em série. O coletor do transistor requer uma alta tensão de ruptura, que é determinada pela resistividade da junção pn da pastilha de silício. Para atender a esse requisito, são necessários materiais de alta resistência. Pessoas em materiais de baixa resistência do tipo n fortemente dopados na camada epitaxial de vários a uma dúzia de mícrons de espessura levemente dopados de alta resistência do tipo n, produção de transistores na camada epitaxial, que resolve a alta tensão de ruptura exigida pela alta resistividade e baixa resistência da série do coletor exigida pela baixa resistividade do substrato da contradição entre.
O crescimento epitaxial em fase gasosa é a primeira aplicação no campo de semicondutores de uma tecnologia de crescimento epitaxial mais madura, que desempenha um papel importante no desenvolvimento da ciência de semicondutores, contribuindo significativamente para a qualidade de materiais e dispositivos semicondutores e para a melhoria de seu desempenho. Atualmente, a preparação de filmes epitaxiais monocristais semicondutores é o método mais importante de deposição química de vapor. A chamada deposição química de vapor, ou seja, o uso de substâncias gasosas na superfície sólida da reação química, o processo de geração de depósitos sólidos. A tecnologia CVD pode crescer filmes monocristais de alta qualidade, para obter o tipo de dopagem e a espessura epitaxial necessários, fácil de realizar a produção em massa e, portanto, tem sido amplamente utilizada na indústria. Na indústria, o wafer epitaxial preparado por CVD frequentemente tem uma ou mais camadas enterradas, que podem ser usadas para controlar a estrutura do dispositivo e a distribuição de dopagem por difusão ou implantação iônica; As propriedades físicas da camada epitaxial CVD são diferentes daquelas do material a granel, e o teor de oxigênio e carbono da camada epitaxial é geralmente muito baixo, o que é uma vantagem. No entanto, a camada epitaxial CVD é fácil de autodopar. Em aplicações práticas, certas medidas são necessárias para reduzir a autodopagem da camada epitaxial. A tecnologia CVD ainda está em alguns aspectos do estágio empírico do processo, sendo necessárias pesquisas mais aprofundadas para que o desenvolvimento da tecnologia CVD continue.
O mecanismo de crescimento da CVD é muito complexo. A reação química geralmente inclui uma variedade de componentes e substâncias, podendo produzir uma série de produtos intermediários e muitas variáveis independentes, como temperatura, pressão, vazão de gás, etc. O processo epitaxial tem uma série de idas e vindas sucessivas, que se desenvolvem e se aprimoram mutuamente. O processo epitaxial tem muitas etapas sucessivas, que se expandem e se aperfeiçoam mutuamente. Para analisar o processo e o mecanismo do crescimento epitaxial da CVD, primeiro é preciso esclarecer a solubilidade das substâncias reativas na fase gasosa, a pressão parcial de equilíbrio de vários gases e os processos cinéticos e termodinâmicos. Em seguida, é preciso entender o transporte de massa dos gases reativos da fase gasosa para a superfície do substrato, a formação da camada limite do fluxo de gás e a superfície do substrato, o crescimento do núcleo, bem como a reação de superfície, difusão e migração, e assim, finalmente, gerar o filme desejado. No processo de crescimento da CVD, o desenvolvimento e o progresso do reator desempenham um papel crucial, que determina em grande parte a qualidade da camada epitaxial. A morfologia da superfície da camada epitaxial, defeitos de rede, distribuição e controle de impurezas, espessura e uniformidade da camada epitaxial afetam diretamente o desempenho e o rendimento do dispositivo.
–Este artigo foi publicado porfabricante de máquinas de revestimento a vácuoGuangdongZhenhua
Horário de publicação: 04/05/2024