Epitaksiya nima?

Ko'pgina muhandislar buni bilishmaydiepitaksiya, bu yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqarishda muhim rol o'ynaydi.Epitaksiyaturli xil chip mahsulotlarida qo'llanilishi mumkin va turli mahsulotlar turli xil epitaksiyalarga ega, shu jumladanEpitaksiya, SiC epitaksisi, GaN epitaksisiva boshqalar.

Epitaksiya nima?
Epitaksiya ko'pincha ingliz tilida "Epitaxy" deb ataladi. Bu so'z yunoncha "epi" ("yuqorida" degan ma'noni anglatadi) va "taksi" ("tartibga solish" degan ma'noni anglatadi) so'zlaridan kelib chiqqan. Nomidan ko'rinib turibdiki, bu ob'ektning ustiga chiroyli tarzda joylashtirishni anglatadi. Epitaksiya jarayoni bitta kristall substratga nozik bir kristalli qatlamni yotqizishdan iborat. Bu yangi yotqizilgan yagona kristall qatlam epitaksial qatlam deb ataladi.

Epitaksiyaning ikkita asosiy turi mavjud: gomoepitaksial va geteroepitaksial. Gomoepitaxial bir xil turdagi substratda bir xil materialni etishtirishni anglatadi. Epitaksial qatlam va substrat aynan bir xil panjara tuzilishiga ega. Geteroepitaksiya - bu bitta materialning substratida boshqa materialning o'sishi. Bunday holda, epitaksial o'sgan kristall qatlam va substratning panjara tuzilishi boshqacha bo'lishi mumkin. Yagona kristallar va polikristallar nima?
Yarimo'tkazgichlarda biz ko'pincha monokristalli kremniy va polikristal kremniy atamalarini eshitamiz. Nima uchun kremniyning ba'zilari monokristallar, ba'zilari esa polikristallilar deb ataladi?

Yagona kristal: Panjara tartibi uzluksiz va o'zgarmas, don chegaralarisiz, ya'ni butun kristal izchil kristall yo'nalishi bo'lgan yagona panjaradan iborat. Polikristal: Polikristal ko'plab mayda donalardan iborat bo'lib, ularning har biri bitta kristall bo'lib, ularning yo'nalishi bir-biriga nisbatan tasodifiydir. Bu donalar don chegaralari bilan ajratilgan. Polikristalli materiallarning ishlab chiqarish narxi monokristallarga qaraganda past, shuning uchun ular hali ham ba'zi ilovalarda foydalidir. Epitaksial jarayon qayerda ishtirok etadi?
Kremniy asosidagi integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda epitaksial jarayon keng qo'llaniladi. Masalan, kremniy epitaksi silikon substratda sof va nozik boshqariladigan kremniy qatlamini etishtirish uchun ishlatiladi, bu ilg'or integral mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun juda muhimdir. Bundan tashqari, quvvat qurilmalarida SiC va GaN ikkita keng tarqalgan bo'lib ishlatiladigan keng tarmoqli yarimo'tkazgichli materiallar bo'lib, mukammal quvvatni boshqarish qobiliyatiga ega. Ushbu materiallar odatda epitaksiya orqali kremniy yoki boshqa substratlarda o'stiriladi. Kvant aloqasida yarimo'tkazgichga asoslangan kvant bitlari odatda kremniy germaniy epitaksial tuzilmalaridan foydalanadi. Va hokazo.

Epitaksial o'sish usullari?

Tez-tez ishlatiladigan yarimo'tkazgichli epitaksiyaning uchta usuli:

Molekulyar nur epitaksisi (MBE): Molekulyar nur epitaksisi - ultra yuqori vakuum sharoitida amalga oshiriladigan yarimo'tkazgich epitaksial o'sish texnologiyasi. Ushbu texnologiyada manba material atomlar yoki molekulyar nurlar shaklida bug'lanadi va keyin kristalli substratga yotqiziladi. MBE juda aniq va boshqariladigan yarimo'tkazgichli yupqa plyonka o'sishi texnologiyasi bo'lib, atom darajasida yotqizilgan materialning qalinligini aniq nazorat qila oladi.

Metall organik CVD (MOCVD): MOCVD jarayonida zarur elementlarni o'z ichiga olgan organik metallar va gidrid gazlar tegishli haroratda substratga beriladi va zarur yarimo'tkazgichlar kimyoviy reaktsiyalar orqali hosil bo'ladi va substratga yotqiziladi, qolgan qismi esa substratga joylashtiriladi. birikmalar va reaksiya mahsulotlari chiqariladi.

Bug 'fazasi epitaksisi (VPE): Buxoriy faza epitaksisi yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarishda keng qo'llaniladigan muhim texnologiyadir. Uning asosiy printsipi bitta modda yoki birikmaning bug'ini tashuvchi gazda tashish va kimyoviy reaktsiyalar orqali substratga kristallarni joylashtirishdir.