Епитаксијални раст, често називан и епитаксија, један је од најважнијих процеса у производњи полупроводничких материјала и уређаја. Такозвани епитаксијални раст се одвија под одређеним условима у монокристалној подлози, процесом раста слоја монокристалног филма. Раст монокристалног филма назива се епитаксијални слој, епитаксијална технологија је почела почетком 1960-их у истраживању танких монокристалних силицијумских филмова, на основу појаве развоја скоро пола века, људи су били у могућности да остваре разне полупроводничке филмове под одређеним условима епитаксијалног раста. Епитаксијална технологија је решила многе проблеме у полупроводничким дискретним компонентама и интегрисаним колима, значајно побољшавајући перформансе уређаја. Епитаксијални филм може прецизније контролисати своју дебљину и својства допирања, што је довело до брзог развоја полупроводничких интегрисаних кола, до савршенијег стања. Сечењем, брушењем, полирањем и другим техникама обраде силицијумског монокристала, добија се полирани лим, на којем се могу направити дискретне компоненте и интегрисана кола. Али у многим приликама овај полирани лим служи само као механичка подлога за подлогу, у којој је потребно прво узгајати слој монокристалног филма са одговарајућим типом проводљивости и отпорности, а затим дискретне компоненте или интегрисана кола произведена у монокристалном филму. Ова метода се користи, на пример, у производњи силицијумских високофреквентних транзистора велике снаге, решавајући сукоб између напона пробоја и серијског отпора. Колектор транзистора захтева висок напон пробоја, који је одређен отпорношћу pn споја силицијумске плочице. Да би се испунио овај захтев, потребни су материјали високе отпорности. Људи у јако допираним материјалима ниског отпора n-типа на епитаксијалном слоју дебљине од неколико до десетак микрона, производећи транзисторе у епитаксијалном слоју, решавају висок напон пробоја који захтева висока отпорност и низак серијски отпор колектора који захтева ниска отпорност подлоге контрадикције између.
Епитаксијални раст у гасној фази је најранија примена зреле технологије епитаксијалног раста у области полупроводника, која игра важну улогу у развоју науке о полупроводницима, значајно доприносећи квалитету полупроводничких материјала и уређаја и побољшању њихових перформанси. Тренутно је припрема епитаксијалног филма полупроводничког монокристала најважнија метода хемијског таложења из паре. Такозвано хемијско таложење из паре, односно употреба гасовитих супстанци на чврстој површини хемијском реакцијом, процес стварања чврстих наслага. CVD технологија може да узгаја висококвалитетне монокристалне филмове, да би се добио потребан тип допирања и епитаксијална дебљина, лако се реализује у масовној производњи и стога се широко користи у индустрији. У индустрији, епитаксијална плочица припремљена CVD-ом често има један или више закопаних слојева, који се могу користити за контролу структуре уређаја и расподеле допирања дифузијом или јонском имплантацијом; физичка својства CVD епитаксијалног слоја разликују се од својстава материјала у расутом стању, а садржај кисеоника и угљеника у епитаксијалном слоју је генерално веома низак, што је његова предност. Међутим, CVD епитаксијални слој се лако самодопира, у практичним применама потребно је предузети одређене мере за смањење самодопирајућег епитаксијалног слоја. CVD технологија је још увек у неким аспектима емпиријског процеса, потребно је спровести детаљнија истраживања како би се наставио развој CVD технологије.
Механизам раста CVD методом је веома сложен. Хемијска реакција обично укључује различите компоненте и супстанце, што може произвести низ међупроизвода, а постоји много независних варијабли, као што су температура, притисак, брзина протока гаса итд. Епитаксијални процес има низ узастопних корака који се међусобно развијају и побољшавају. Епитаксијални процес има много узастопних, међусобно проширујућих и усавршавајућих корака. Да би се анализирао процес и механизам епитаксијалног раста CVD методом, прво је потребно разјаснити растворљивост реактивних супстанци у гасној фази, равнотежни парцијални притисак различитих гасова, разјаснити кинетичке и термодинамичке процесе; затим разумети пренос масе реактивних гасова из гасне фазе до површине подлоге, формирање граничног слоја између тока гаса и површине подлоге, раст језгра, као и површинску реакцију, дифузију и миграцију, и тако на крају генерисати жељени филм. У процесу раста CVD методом, развој и напредак реактора играју кључну улогу, што у великој мери одређује квалитет епитаксијалног слоја. Површинска морфологија епитаксијалног слоја, дефекти решетке, расподела и контрола нечистоћа, дебљина и уједначеност епитаксијалног слоја директно утичу на перформансе и принос уређаја.
–Овај чланак је објављен од странепроизвођач машина за вакуумско премазивањеГуангдонг Зхенхуа
Време објаве: 04. мај 2024.