การสะสมไอสารเคมี

การเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียล มักเรียกอีกอย่างว่าเอพิแทกซี เป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดในการผลิตวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ การเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียลนั้นอยู่ในเงื่อนไขบางประการในสารตั้งต้นผลึกเดี่ยวบนกระบวนการเติบโตของชั้นของฟิล์มผลิตภัณฑ์เดี่ยว การเจริญเติบโตของฟิล์มผลึกเดี่ยวเรียกว่าเทคโนโลยีเอพิแทกเซียลชั้นเอพิแทกเซียลเป็นการวิจัยฟิล์มบางผลึกเดี่ยวซิลิกอนในช่วงต้นทศวรรษ 1960 บนพื้นฐานของการเกิดขึ้นของการพัฒนาเกือบครึ่งศตวรรษแล้ว ผู้คนสามารถตระหนักถึงฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์ที่หลากหลายภายใต้เงื่อนไขบางประการของการเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียล เทคโนโลยีเอพิแทกเซียลได้แก้ปัญหาต่างๆ มากมายในส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์แบบแยกส่วนและวงจรรวม ปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อย่างมาก ฟิล์มเอพิแทกเซียลสามารถควบคุมความหนาและคุณสมบัติการเจือปนได้แม่นยำยิ่งขึ้น คุณลักษณะนี้ทำให้การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์เข้าสู่ขั้นตอนที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น ผลึกเดี่ยวซิลิกอนโดยการหั่น เจียร ขัด และเทคนิคการประมวลผลอื่นๆ เพื่อให้ได้แผ่นที่ขัดเงา คุณสามารถสร้างส่วนประกอบแบบแยกส่วนและวงจรรวมบนแผ่นนั้นได้ แต่ในหลายกรณี แผ่นขัดเงาเหล่านี้เป็นเพียงตัวรองรับเชิงกลสำหรับพื้นผิว ซึ่งจำเป็นต้องปลูกฟิล์มผลึกเดี่ยวที่มีการนำไฟฟ้าและความต้านทานที่เหมาะสมก่อน จากนั้นจึงสร้างส่วนประกอบแยกหรือวงจรรวมในฟิล์มผลึกเดี่ยว วิธีนี้ใช้ตัวอย่างเช่นในการผลิตทรานซิสเตอร์กำลังสูงความถี่สูงซิลิกอนเพื่อแก้ปัญหาความขัดแย้งระหว่างแรงดันไฟฟ้าพังทลายและความต้านทานแบบอนุกรม ตัวเก็บรวบรวมของทรานซิสเตอร์ต้องการแรงดันไฟฟ้าพังทลายสูงซึ่งกำหนดโดยความต้านทานของรอยต่อ pn ของเวเฟอร์ซิลิกอน เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความต้านทานสูง วัสดุที่มีความต้านทานต่ำชนิด n ที่มีการเจือปนอย่างหนักบนชั้น n ชนิด n ที่มีความหนาหลายถึงสิบไมครอนที่มีการเจือปนเล็กน้อยของชั้นเอพิแทกเซียล การผลิตทรานซิสเตอร์ในชั้นเอพิแทกเซียล ซึ่งแก้ปัญหาแรงดันไฟฟ้าพังทลายสูงที่จำเป็นสำหรับความต้านทานสูงและความต้านทานอนุกรมของตัวเก็บรวบรวมต่ำที่จำเป็นสำหรับความต้านทานพื้นผิวต่ำของความขัดแย้งระหว่าง

การเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียลในเฟสก๊าซเป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียลที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นในสาขาเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อคุณภาพของวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และการปรับปรุงประสิทธิภาพ ปัจจุบันการเตรียมฟิล์มเอพิแทกเซียลผลึกเดี่ยวของเซมิคอนดักเตอร์เป็นวิธีการที่สำคัญที่สุดในการสะสมไอเคมี การสะสมไอเคมีที่เรียกว่าคือการใช้สารก๊าซบนพื้นผิวแข็งของปฏิกิริยาเคมีกระบวนการสร้างตะกอนแข็ง เทคโนโลยี CVD สามารถปลูกฟิล์มผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงเพื่อให้ได้ประเภทการเจือปนและความหนาของเอพิแทกเซียลที่ต้องการง่ายต่อการผลิตจำนวนมากและจึงได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมเวเฟอร์เอพิแทกเซียลที่เตรียมโดย CVD มักจะมีชั้นฝังหนึ่งชั้นขึ้นไปซึ่งสามารถใช้เพื่อควบคุมโครงสร้างอุปกรณ์และการกระจายการเจือปนด้วยการแพร่กระจายหรือการฝังไอออน คุณสมบัติทางกายภาพของชั้นเอพิแทกเซียลของ CVD แตกต่างจากวัสดุจำนวนมาก และปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนของชั้นเอพิแทกเซียลโดยทั่วไปจะต่ำมาก ซึ่งเป็นข้อดี อย่างไรก็ตาม ชั้นเอพิแทกเซียลของ CVD นั้นสร้างการเจือปนตัวเองได้ง่าย ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องใช้มาตรการบางอย่างเพื่อลดชั้นเอพิแทกเซียลของการเจือปนตัวเอง เทคโนโลยี CVD ยังคงอยู่ในบางแง่มุมของสถานะกระบวนการเชิงประจักษ์ จำเป็นต้องทำการวิจัยเชิงลึกมากขึ้น เพื่อให้พัฒนาเทคโนโลยี CVD ต่อไปได้

กลไกการเจริญเติบโตของ CVD มีความซับซ้อนมาก โดยปกติแล้วปฏิกิริยาเคมีจะประกอบด้วยส่วนประกอบและสารต่างๆ มากมาย สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ระดับกลางได้หลายรายการ และมีตัวแปรอิสระมากมาย เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหลของก๊าซ เป็นต้น กระบวนการเอพิแทกเซียลมีขั้นตอนที่ต่อเนื่องกันซึ่งขยายตัวและปรับปรุงซึ่งกันและกันหลายขั้นตอน เพื่อวิเคราะห์กระบวนการและกลไกการเจริญเติบโตของ CVD เอพิแทกเซียล ก่อนอื่นต้องชี้แจงความสามารถในการละลายของสารที่มีปฏิกิริยาในเฟสก๊าซ ความดันสมดุลบางส่วนของก๊าซต่างๆ กระบวนการจลนศาสตร์และเทอร์โมไดนามิกที่ชัดเจน จากนั้นทำความเข้าใจก๊าซที่มีปฏิกิริยาจากเฟสก๊าซไปยังพื้นผิวของสารตั้งต้น การก่อตัวเป็นชั้นขอบเขตของการไหลของก๊าซและพื้นผิวของสารตั้งต้น การเติบโตของนิวเคลียส รวมถึงปฏิกิริยาพื้นผิว การแพร่และการอพยพ และในที่สุดจึงสร้างฟิล์มที่ต้องการ ในกระบวนการเจริญเติบโตของ CVD การพัฒนาและความก้าวหน้าของเครื่องปฏิกรณ์มีบทบาทสำคัญซึ่งกำหนดคุณภาพของชั้นเอพิแทกเซียลเป็นส่วนใหญ่ สัณฐานวิทยาพื้นผิวของชั้นเอพิแทกเซียล ข้อบกพร่องของโครงตาข่าย การกระจายและการควบคุมสิ่งเจือปน ความหนาและความสม่ำเสมอของชั้นเอพิแทกเซียลส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและผลผลิตของอุปกรณ์

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสูญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว