Creșterea epitaxială, adesea denumită și epitaxie, este unul dintre cele mai importante procese în fabricarea materialelor și dispozitivelor semiconductoare. Așa-numita creștere epitaxială are loc în anumite condiții, în substratul monocristal, pe baza unui proces de creștere a unui strat de film monocristal. Creșterea peliculei monocristale se numește tehnologia epitaxială. La începutul anilor 1960, cercetarea peliculelor subțiri de monocristal de siliciu a început să se dezvolte timp de aproape o jumătate de secol. Acum, oamenii au reușit să realizeze o varietate de pelicule semiconductoare în anumite condiții de creștere epitaxială. Tehnologia epitaxială a rezolvat multe probleme legate de componentele discrete semiconductoare și circuitele integrate, îmbunătățind considerabil performanța dispozitivelor. Pelicula epitaxială permite un control mai precis al grosimii și proprietăților de dopare, această caracteristică a dus la dezvoltarea rapidă a circuitelor integrate semiconductoare, ajungând la un stadiu mai perfect. Prin tăiere, șlefuire, lustruire și alte tehnici de prelucrare, monocristalul de siliciu poate obține o foaie lustruită, putând fi realizate componente discrete și circuite integrate pe el. Însă, în multe cazuri, această foaie lustruită servește doar ca suport mecanic pentru substrat, în care este necesar să se crească mai întâi un strat de peliculă monocristalină cu tipul corespunzător de conductivitate și rezistivitate, iar apoi componente discrete sau circuite integrate produse într-o peliculă monocristalină. Această metodă este utilizată, de exemplu, în producerea de tranzistoare de siliciu de înaltă frecvență și putere mare, rezolvând conflictul dintre tensiunea de străpungere și rezistența serie. Colectorul tranzistorului necesită o tensiune de străpungere ridicată, care este determinată de rezistivitatea joncțiunii pn a plachetei de siliciu. Pentru a îndeplini această cerință, sunt necesare materiale de înaltă rezistență. Materialele de tip n puternic dopate cu rezistență scăzută, cu o grosime de câțiva până la o duzină de microni, sunt utilizate pentru producerea de tranzistoare în stratul epitaxial, ceea ce rezolvă conflictul dintre tensiunea de străpungere ridicată necesară și rezistența serie scăzută a colectorului necesară pentru rezistivitatea scăzută a substratului.
Creșterea epitaxială în fază gazoasă este cea mai timpurie aplicație în domeniul semiconductorilor a unei tehnologii de creștere epitaxială mai mature, care joacă un rol important în dezvoltarea științei semiconductorilor, contribuind în mare măsură la calitatea materialelor și dispozitivelor semiconductoare și la îmbunătățirea performanței acestora. În prezent, prepararea peliculei epitaxiale monocristaline semiconductoare este cea mai importantă metodă de depunere chimică în fază de vapori. Așa-numita depunere chimică în fază de vapori, adică utilizarea substanțelor gazoase pe suprafața solidă a reacției chimice, procesul de generare a depozitelor solide. Tehnologia CVD poate crește pelicule monocristaline de înaltă calitate, pentru a obține tipul de dopare și grosimea epitaxială necesare, ușor de realizat în producție în masă și, prin urmare, a fost utilizată pe scară largă în industrie. În industrie, placheta epitaxială preparată prin CVD are adesea unul sau mai multe straturi îngropate, care pot fi utilizate pentru a controla structura dispozitivului și distribuția dopajului prin difuzie sau implantare de ioni; proprietățile fizice ale stratului epitaxial CVD sunt diferite de cele ale materialului vrac, iar conținutul de oxigen și carbon al stratului epitaxial este în general foarte scăzut, ceea ce reprezintă avantajul său. Cu toate acestea, stratul epitaxial CVD este ușor de autodopat, în aplicațiile practice fiind necesare anumite măsuri pentru a reduce stratul epitaxial autodopat. Tehnologia CVD se află încă în anumite aspecte ale procesului empiric, fiind nevoie de cercetări mai aprofundate pentru a continua dezvoltarea tehnologiei CVD.
Mecanismul de creștere CVD este foarte complex. Reacția chimică include de obicei o varietate de componente și substanțe, putând produce o serie de produse intermediare și existând multe variabile independente, cum ar fi temperatura, presiunea, debitul gazului etc. Procesul epitaxial are o serie de etape succesive, care se dezvoltă și se îmbunătățesc reciproc. Procesul epitaxial are multe etape succesive, care se extind și se perfecționează reciproc. Pentru a analiza procesul și mecanismul de creștere epitaxială CVD, în primul rând, trebuie clarificată solubilitatea substanțelor reactive în faza gazoasă, presiunea parțială de echilibru a diferitelor gaze, procesele cinetice și termodinamice clare; apoi, trebuie înțeles transportul de masă al gazelor reactive din faza gazoasă la suprafața substratului, formarea stratului limită între fluxul de gaz și suprafața substratului, creșterea nucleului, precum și reacția de suprafață, difuzia și migrarea, generând astfel în cele din urmă pelicula dorită. În procesul de creștere CVD, dezvoltarea și progresul reactorului joacă un rol crucial, determinând în mare măsură calitatea stratului epitaxial. Morfologia suprafeței stratului epitaxial, defectele de rețea, distribuția și controlul impurităților, grosimea și uniformitatea stratului epitaxial afectează direct performanța și randamentul dispozitivului.
–Acest articol este publicat deproducător de mașini de acoperire în vidGuangdong Zhenhua
Data publicării: 04 mai 2024