Шта је поступци епитакксија полуводича?

Идеално је за изградњу интегрисаних кола или полупроводничких уређаја на савршеном кристалном основном слоју. Тхеепитаксија(ЕПИ) Процес у производњи полуводича има за циљ да положите фини једнокристални слој, обично око 0,5 до 20 микрона, на једнокрилно-кристалном подлогу. Процес епитаксије је важан корак у производњи полуводичких уређаја, посебно у производњи силицијума.

Процес епитаксије (ЕПИ) у производњи полуводича

Преглед епитаксије у производњи полупроводника
Шта је то	Процес епитаксије (ЕПИ) у производњи полуводича омогућава раст танког кристалног слоја у датој оријентацији на врху кристалне супстрате.
Голман	У производњи полуводича, циљ процеса епитаксије је да ефикасније учини електрони кроз уређај. У изградњи полуводичких уређаја, слојеви епитаксије укључују се у прочишћавање и прављење униформе структуре.
Процес	Процес епитаксије омогућава раст епитаксијалних слојева веће чистоће на подлози од истог материјала. У неким полупроводничким материјалима, као што су биполарни транзистори са хетеропрелазом (ХБТ) или полупроводнички транзистори са ефектом поља са металним оксидом (МОСФЕТ), процес епитаксије се користи за узгој слоја материјала који се разликује од супстрата. То је процес епитаксије који омогућава узгој допираног слоја ниске густине на слоју високо допираног материјала.

Преглед епитаксије у производњи полуводича

Шта је то Процес епитаксије (епи) у производњи полупроводника омогућава раст танког кристалног слоја у датој оријентацији на врху кристалне подлоге.

Циљ У производњи полупроводника, циљ процеса епитаксије је да се електрони ефикасније транспортују кроз уређај. У конструкцији полупроводничких уређаја, епитаксијски слојеви су укључени како би се рафинисала и уједначила структура.

ПроцесиепитаксијаПроцес омогућава раст већих слојева чистоће на подлогу истог материјала. У неким полуводичким материјалима, као што су хетеројункциони биполарни транзистори (ХБТС) или полуводички транзистори ефекта полуводича метала (МОСФЕТ), процес епитаксије користи се за узгој слоја материјала различити од подлоге. То је процес епитаксије који омогућава узгајање допираног слоја ниског густине на слоју високо допед материјала.

Преглед поступка епитаксије у производњи полуводича

Оно што је процес епитаксије (ЕПИ) у производњи полуводича омогућава раст танког кристалног слоја у датој оријентацији на врху кристалне подлоге.

Гол у производњи полуводича, циљ поступка епитаксије је да се електрони ефикасније преносе преко уређаја. У изградњи полуводичких уређаја, слојеви епитаксије укључују се у прочишћавање и прављење униформе структуре.

Процес епитаксије омогућава раст епитаксијалних слојева веће чистоће на подлози од истог материјала. У неким полупроводничким материјалима, као што су биполарни транзистори са хетеропрелазом (ХБТ) или полупроводнички транзистори са ефектом поља са металним оксидом (МОСФЕТ), процес епитаксије се користи за узгој слоја материјала који се разликује од супстрата. То је процес епитаксије који омогућава узгој допираног слоја ниске густине на слоју високо допираног материјала.

Врсте епитаксијалних процеса у производњи полупроводника

У епитаксијалном процесу, смер раста је одређен основним кристалом супстрата. У зависности од понављања депозиције, може постојати један или више епитаксијалних слојева. Епитаксијални процеси се могу користити за формирање танких слојева материјала који је исти или различит по хемијском саставу и структури од основне подлоге.

Две врсте Епи процеса
Карактеристике	Хомеепитаксија	Хетероепитакти
Слојеви раста	Епитаксијални слој раста је исти материјал као и слој подлоге	Епитаксијални слој раста је другачији материјал од слоја супстрата
Кристална структура и решетка	Кристална структура и константа решетке супстрата и епитаксијалног слоја су исте	Кристална структура и решеткаста константа подлоге и епитаксијалног слоја су различите
Примери	Епитаксијални раст силицијума високе чистоће на силицијумској подлози	Епитаксијални раст галијум арсенида на силицијумској подлози
Апликације	Структуре уређаја за полуводиче који захтевају слојеве различитих нивоа допинга или чистих филмова о мање чистим подлогама	Структуре уређаја за полуводиче које захтевају слојеве различитих материјала или изградње кристалних филмова материјала који се не могу добити као појединачни кристали

Две врсте ЕПИ процеса

КарактеристикеХомоепитаксија Хетероепитаксија

Слојеви раста Епитаксијални слој раста је исти материјал као и слој супстрата Епитаксијални слој раста је другачији материјал од слоја супстрата

Кристална структура и решетка Кристална структура и константа решетке супстрата и епитаксијалног слоја су исте Кристална структура и константа решетке супстрата и епитаксијалног слоја су различите

Примери Епитаксијални раст силицијума високе чистоће на силицијумској подлози Епитаксијални раст галијум арсенида на силицијумској подлози

Апликације Структуре уређаја за полуводиче који захтевају слојеве различитих нивоа допинга или чистих филмова на мање чистим подлозима полуводичка структура уређаја који захтевају слојеве различитих материјала или изградње кристалних филмова материјала који се не могу добити као појединачни кристали

Две врсте ЕПИ процеса

Карактеристике Хомоепитаксија Хетероепитаксија

Слој раста Слој епитаксија је исти материјал као и слој супстрата, слој епитаксијалног раста је другачији материјал од слоја подлоге

Кристална структура и решетка Кристална структура и решеткаста константа подлоге и епитаксалног слоја су иста кристална структура и решеткаста константа подлоге и епитаксијалног слоја различита су

Примери Епитаксијални раст силицијума високе чистоће на силицијумској подлози Епитаксијални раст галијум арсенида на силицијумској подлози

Апликације Структуре уређаја за полуводиче које захтевају слојеве различитих нивоа допинга или чистих филмова на мање чистим подлозима полуводичких структура уређаја који захтевају слојеве различитог материјала или изградње кристалних филмова материјала који се не могу добити као појединачни кристали

Фактори који утичу на епитаксијачке процесе у производњи полуводича

 

Фактори	Опис
Температура	Утиче на брзину епитаксије и густине епитаксија. Температура потребна за процес епитаксије је већа од собне температуре и вредност зависи од врсте епитаксије.
Притисак	Утиче на брзину епитаксије и густину епитаксијалног слоја.
Дефекти	Дефекти у епитакци доводе до неисправних вафла. Физички услови потребни за процес епитаксије треба да се одржавају за раст епитаксија без оштећења.
Жељена позиција	Процес епитаксије треба да расте на исправном положају кристала. Подручја у којима је раст није пожељан током процеса требало би да буде правилно пресвучен да би се спречило раст.
Самодопинг	Пошто се поступак епитаксије изводи на високим температурама, атоми допанта могу моћи да доносе промене у материјалу.

Фактори Опис

Температура Утиче на брзину епитаксије и густину епитаксијалног слоја. Температура потребна за процес епитаксије је виша од собне температуре и вредност зависи од врсте епитаксије.

Притисак Утиче на брзину епитаксије и густину епитаксијалног слоја.

Оштећења оштећења у епитактној доводи до оштећења вафла. Физички услови потребни за процес епитаксије треба да се одржавају за раст епитаксија без оштећења.

Жељена позиција Процес епитаксије треба да расте на правилном положају кристала. Подручја где раст није пожељан током процеса треба да буду правилно премазани како би се спречио раст.

Само-допинг Будући да се процес епитаксије изводи на високим температурама, атоми допанта могу моћи да донесу промене у материјалу.

Фактор Опис

Температура утиче на брзину епитаксије и густину епитаксијалног слоја. Температура потребна за епитаксијални процес је већа од собне температуре, а вредност зависи од врсте епитаксије.

Притисак утиче на брзину епитаксије и густину епитаксијалног слоја.

Оштећења оштећења у епитактној доводи до оштећења вафла. Физички услови потребни за процес епитаксије треба да се одржавају за раст епитакАКС-а без оштећења.

Жељена локација Процес епитаксије треба да расте на правој локацији кристала. Подручја где раст није пожељан током овог процеса треба да буду правилно премазани како би се спречио раст.

Самодопирање Пошто се процес епитаксије изводи на високим температурама, атоми допанта могу бити у стању да изазову промене у материјалу.

Епитаксијална густина и стопа

Густина епитаксијалног раста је број атома по јединици запремине материјала у епитаксијалном слоју раста. Фактори као што су температура, притисак и врста полупроводничке подлоге утичу на епитаксијални раст. Генерално, густина епитаксијалног слоја варира у зависности од горе наведених фактора. Брзина којом епитаксијални слој расте назива се брзина епитаксије.

Ако се епитаксија узгаја на одговарајућој локацији и оријентацији, стопа раста ће бити висока и обрнуто. Слично густини епитаксијалног слоја, брзина епитаксије такође зависи од физичких фактора као што су температура, притисак и врста материјала подлоге.

Епитаксијална брзина се повећава на високим температурама и ниским притисцима. Брзина епитаксије такође зависи од оријентације структуре супстрата, концентрације реактаната и коришћене технике раста.

Методе процеса епитаксије

Постоји неколико метода епитаксије:Епитакција течно фазе (ЛПЕ), хибридна фаза паре фазе епитакксија, солидна фаза епитаксија,Таложење атомског слоја, Хемијска таложење паре, Молекуларна зграда Епитаксија, итд. Упоредимо два процеса епитакта: ЦВД и МБЕ.

Хемијска таложење паре (ЦВД) Молекуларна зграда Епитаксија (МБЕ)

Физички процес хемијских процеса

Укључује хемијску реакцију која се јавља када прекурсор гаса задовољава грејану подлогу у комори за раст или реактор, материјал који се депонује је загрејан под вакуумским условима

Прецизна контрола процеса раста филма прецизну контролу дебљине и састава одрасле слоја

За апликације које захтевају висококвалитетне епитаксијалне слојеве за апликације које захтевају изузетно фини епитаксијални слојеви

Најчешће коришћена метода Скупља метода

Хемијска таложење паре (ЦВД)	Епитаксија молекуларног зрака (МБЕ)
Хемијски процес	Физички процес
Укључује хемијску реакцију која се јавља када претходник гаса наиђе на загрејану подлогу у комори за раст или реактору	Материјал који се депонује је загреван под вакуумским условима
Прецизна контрола процеса танког раста филма	Прецизна контрола дебљине и састава одрасле слоја
Користи се у апликацијама које захтевају висококвалитетне епитаксијалне слојеве	Користи се у апликацијама које захтевају изузетно фине епитаксијалне слојеве
Најчешће коришћени метод	Скупљи метод

Хемијско таложење паре (ЦВД) Епитаксија молекулским снопом (МБЕ)

Хемијски процес Физички процес

Укључује хемијску реакцију која се дешава када претходник гаса наиђе на загрејану подлогу у комори за раст или реактору. Материјал који се депонује се загрева у условима вакуума.

Прецизна контрола процеса раста танког филма Прецизна контрола дебљине и састава нараслог слоја

Користи се у апликацијама које захтевају висококвалитетне епитаксијалне слојеве Користи се у апликацијама које захтевају изузетно фине епитаксијалне слојеве

Најчешће коришћена метода Скупља метода

Процес епитаксије је критичан у производњи полупроводника; оптимизује перформансе

полупроводнички уређаји и интегрисана кола. То је један од главних процеса у производњи полупроводничких уређаја који утиче на квалитет уређаја, карактеристике и електричне перформансе.