Ang epitaxial growth, na kadalasang tinutukoy din bilang epitaxy, ay isa sa pinakamahalagang proseso sa paggawa ng mga materyales at aparato ng semiconductor. Ang tinatawag na epitaxial growth ay sa ilang mga kondisyon sa single crystal substrate sa paglaki ng isang layer ng single product film process, ang paglaki ng single-crystal film ay tinatawag na epitaxial layer epitaxial technology na unang bahagi ng 1960s sa pananaliksik sa silicon single-crystal thin film batay sa paglitaw ng pag-unlad ng halos kalahating siglo na ngayon, nagawa ng mga tao na maisakatuparan ang iba't ibang semiconductor film sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng epitaxial growth. Ang teknolohiyang epitaxial ay nalutas ang maraming problema sa mga discrete component ng semiconductor at integrated circuit, na lubos na nagpapabuti sa pagganap ng aparato. Mas tumpak na makontrol ng epitaxial film ang kapal at mga katangian ng doping nito, ang tampok na ito ay humantong sa mabilis na pag-unlad ng semiconductor integrated circuits, sa isang mas perpektong yugto. Ang single crystal ng silicon ay ginagamit sa pamamagitan ng paghiwa, paggiling, pagpapakintab at iba pang mga diskarte sa pagproseso, upang makakuha ng pinakintab na sheet, maaari kang gumawa ng mga discrete component at integrated circuit dito. Ngunit sa maraming pagkakataon, ang pinakintab na sheet na ito ay ginagamit lamang bilang mekanikal na suporta para sa substrate, kung saan kinakailangan munang palaguin ang isang layer ng single-crystal film na may naaangkop na uri ng conductivity at resistivity, at pagkatapos ay ang mga discrete component o integrated circuit na ginawa sa isang single-crystal film. Ang pamamaraang ito ay ginagamit, halimbawa, sa paggawa ng silicon high-frequency high-power transistors, na nilulutas ang conflict sa pagitan ng breakdown voltage at series resistance. Ang collector ng transistor ay nangangailangan ng mataas na breakdown voltage, na tinutukoy ng resistivity ng pn junction ng silicon wafer. Upang matugunan ang kinakailangang ito, kinakailangan ang mga materyales na may mataas na resistensya. Ang mga tao sa mga heavily doped n-type low-resistance materials sa epitaxial na ilang hanggang isang dosenang microns ang kapal na lightly doped high-resistance n-type layer, ang produksyon ng transistor sa epitaxial layer, na lumulutas sa high breakdown voltage na kinakailangan ng mataas na resistivity at low collector series resistance na kinakailangan ng mababang substrate resistivity ng contradiction sa pagitan.
Ang gas-phase epitaxial growth ay ang pinakamaagang aplikasyon sa larangan ng semiconductor ng isang mas mature na teknolohiya sa epitaxial growth, na gumaganap ng mahalagang papel sa pag-unlad ng agham ng semiconductor, na lubos na nakakatulong sa kalidad ng mga materyales at aparato ng semiconductor at sa pagpapabuti ng kanilang pagganap. Sa kasalukuyan, ang paghahanda ng semiconductor single crystal epitaxial film ang pinakamahalagang paraan ng chemical vapor deposition. Ang tinatawag na chemical vapor deposition, ibig sabihin, ang paggamit ng mga gaseous substance sa solid surface ng chemical reaction, ang proseso ng pagbuo ng solid deposits. Ang teknolohiyang CVD ay maaaring magpalago ng mataas na kalidad na single-crystal films, upang makuha ang kinakailangang uri ng doping at kapal ng epitaxial, madaling maisakatuparan ang mass production, at samakatuwid ay malawakang ginagamit sa industriya. Sa industriya, ang epitaxial wafer na inihanda ng CVD ay kadalasang may isa o higit pang nakabaong layer, na maaaring gamitin upang kontrolin ang istraktura ng device at distribusyon ng doping sa pamamagitan ng diffusion o ion implantation; ang mga pisikal na katangian ng CVD epitaxial layer ay iba sa mga katangian ng bulk material, at ang oxygen at carbon content ng epitaxial layer ay karaniwang napakababa, na siyang bentahe nito. Gayunpaman, ang CVD epitaxial layer ay madaling mabuo sa self-doping, sa mga praktikal na aplikasyon ay kailangang gumawa ng ilang mga hakbang upang mabawasan ang epitaxial layer ng self-doping, ang teknolohiya ng CVD ay nasa ilang aspeto pa rin ng empirical process state, kailangang gumawa ng mas malalim na pananaliksik, upang patuloy itong makakuha ng pag-unlad ng teknolohiya ng CVD.
Ang mekanismo ng paglaki ng CVD ay napakakumplikado, sa reaksiyong kemikal ay karaniwang kinabibilangan ng iba't ibang bahagi at sangkap, maaaring makagawa ng maraming intermediate na produkto, at maraming independent variable, tulad ng temperatura, presyon, daloy ng gas, atbp., ang prosesong epitaxial ay may ilang sunod-sunod na pabalik-balik, na umuunlad at nagpapabuti sa isa't isa. Ang prosesong epitaxial ay may maraming sunod-sunod, kapwa lumalawak at nagpapaperpektong mga hakbang. Upang masuri ang proseso at mekanismo ng paglaki ng epitaxial ng CVD, una sa lahat, linawin ang solubility ng mga reactive substance sa gas phase, ang equilibrium partial pressure ng iba't ibang gas, malinaw na kinetic at thermodynamic na proseso; pagkatapos ay unawain ang mass transport ng mga reactive gas mula sa gas phase hanggang sa ibabaw ng substrate, ang pagbuo ng boundary layer ng daloy ng gas at ibabaw ng substrate, ang paglaki ng nucleus, pati na rin ang reaksyon sa ibabaw, diffusion at migration, at sa gayon ay sa huli ay mabubuo ang ninanais na film. Sa proseso ng paglaki ng CVD, ang pag-unlad at pag-unlad ng reactor ay gumaganap ng isang mahalagang papel, na higit na tumutukoy sa kalidad ng epitaxial layer. Ang morpolohiya ng ibabaw ng epitaxial layer, mga depekto sa lattice, distribusyon at kontrol ng mga dumi, kapal at pagkakapareho ng epitaxial layer ay direktang nakakaapekto sa performance at yield ng device.
–Inilabas ang artikulong ito nitagagawa ng vacuum coating machineGuangdong Zhenhua
Oras ng pag-post: Mayo-04-2024