Hazkunde epitaxiala, askotan epitaxia bezala ere ezagutzen dena, material eta gailu erdieroaleen fabrikazioan prozesu garrantzitsuenetako bat da. Hazkunde epitaxiala deritzona substratu monokristalean baldintza jakin batzuetan gertatzen da, produktu bakarreko film geruza baten hazkuntza prozesuan. Kristal monokristaleko filmaren hazkuntzari geruza epitaxiala deitzen zaio. Epitaxial teknologia 1960ko hamarkadaren hasieran hasi zen siliziozko kristal monokristaleko film meheen ikerketan. Ia mende erdiko garapenaren sorreraren ondorioz, jendeak hainbat film erdieroale lortzeko gai izan da hazkunde epitaxialaren baldintza jakin batzuetan. Teknologia epitaxialak arazo asko konpondu ditu osagai diskretu erdieroaleetan eta zirkuitu integratuetan, gailuaren errendimendua asko hobetuz. Film epitaxialak bere lodiera eta dopaje propietateak zehatzago kontrola ditzake, eta ezaugarri honek zirkuitu integratuen garapen azkarra ekarri du, etapa perfektuago batera iritsiz. Siliziozko kristal monokristalean, xehatuz, ehotuz, leunduz eta beste prozesatzeko tekniken bidez, xafla leundua lortzeko, osagai diskretuak eta zirkuitu integratuak egin daitezke bertan. Baina askotan xafla leundu hau substratuarentzako euskarri mekaniko gisa soilik erabiltzen da, eta bertan lehenik eroankortasun eta erresistentzia mota egokiarekin kristal bakarreko film geruza bat haztea beharrezkoa da, eta ondoren osagai diskretuak edo zirkuitu integratuak kristal bakarreko film batean ekoiztea. Metodo hau, adibidez, siliziozko maiztasun handiko potentzia handiko transistoreen ekoizpenean erabiltzen da, matxura-tentsioaren eta serieko erresistentziaren arteko gatazka konponduz. Transistorearen kolektoreak matxura-tentsio handia behar du, eta hori siliziozko oblearen pn junturaren erresistentziak zehazten du. Eskakizun hori betetzeko, erresistentzia handiko materialak behar dira. N motako erresistentzia baxuko material dopatuetan, hainbat mikra arteko lodierako erresistentzia handiko n motako geruza arin dopatuan, transistoreak epitaxial geruzan ekoizten dira, eta horrek substratuaren erresistentzia baxuak eskatzen duen matxura-tentsio handia eta kolektore-serieko erresistentzia baxuaren arteko kontraesana konpontzen du.
Gas-faseko epitaxial hazkuntza erdieroaleen arloan epitaxial hazkuntza teknologia helduago baten lehen aplikazioena da, eta erdieroaleen zientziaren garapenean paper garrantzitsua betetzen du, erdieroaleen materialen eta gailuen kalitatean eta haien errendimenduaren hobekuntzan asko lagunduz. Gaur egun, erdieroaleen kristal bakarreko epitaxial filmaren prestaketa da lurrun kimiko bidezko deposizioaren metodorik garrantzitsuena. Lurrun kimiko bidezko deposizioa deritzona, hau da, substantzia gaseosoak gainazal solidoan erreakzio kimikoaren bidez erabiltzea, gordailu solidoak sortzeko prozesua. CVD teknologiak kalitate handiko kristal bakarreko filmak haztea ahalbidetzen du, beharrezko dopaje mota eta epitaxial lodiera lortzeko, erraz ekoizpen masiboa gauzatzeko, eta, beraz, asko erabili da industrian. Industrian, CVD bidez prestatutako epitaxial obleak askotan geruza lurperatu bat edo gehiago izaten ditu, eta horiek gailuaren egitura eta dopaje banaketa kontrolatzeko erabil daitezke difusio edo ioien inplantazioaren bidez; CVD epitaxial geruzaren propietate fisikoak materialarenetatik desberdinak dira, eta epitaxial geruzaren oxigeno eta karbono edukia oso baxua da oro har, eta hori da bere abantaila. Hala ere, CVD epitaxial geruza erraza da auto-dopatzea, aplikazio praktikoetan neurri batzuk hartu behar dira auto-dopatzearen epitaxial geruza murrizteko, CVD teknologia oraindik prozesu enpirikoaren egoeran dago alderdi batzuetan, ikerketa sakonagoak egin behar dira, CVD teknologiaren garapena lortzen jarraitzeko.
CVD hazkuntza-mekanismoa oso konplexua da. Erreakzio kimikoan, normalean, hainbat osagai eta substantzia sartzen dira, tarteko produktu ugari sor daitezke, eta aldagai independente asko daude, hala nola tenperatura, presioa, gas-fluxua, etab. Epitaxial prozesuak hainbat aurrera eta atzera egiten ditu bata bestearen atzetik, elkar garatu eta hobetzeko. Epitaxial prozesuak hainbat urrats ditu, elkarren artean hedatzen eta hobetzen direnak. CVD hazkuntza epitaxialaren prozesua eta mekanismoa aztertzeko, lehenik eta behin, substantzia erreaktiboen disolbagarritasuna argitu behar da gas fasean, hainbat gasen oreka-presio partziala, prozesu zinetikoak eta termodinamikoak argitu; ondoren, gas fasetik substratuaren gainazalerako gas erreaktiboak garraiatzeko prozesua, gas-fluxuaren eta substratuaren gainazalaren arteko muga-geruzaren eraketa, nukleoaren hazkundea, baita gainazaleko erreakzioa, difusioa eta migrazioa ere ulertu behar dira, eta horrela, azken finean, nahi den filma sortu. CVD hazkuntza-prozesuan, erreaktorearen garapenak eta aurrerapenak funtsezko zeregina dute, eta horrek neurri handi batean zehazten du epitaxial geruzaren kalitatea. Epitaxial geruzaren gainazaleko morfologiak, sare-akatsek, ezpurutasunen banaketak eta kontrolak, epitaxial geruzaren lodierak eta uniformetasunak zuzenean eragiten dute gailuaren errendimenduan eta etekinean.
–Artikulu hau argitaratu duhutsean estaltzeko makina fabrikatzaileaGuangdong Zhenhua
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 4a