Epitaksial proses nədir?

Epitaxial proseslərin icmalı

"Epitaxy" termini "EPI" və "taksilərin" və "taksilərin" mənasını verən "sifarişli" məna daşıyan "sifarişli" mənasını kristal böyümənin əmr təbiətini göstərir. Epitaxy, kristal substratda nazik bir kristal qatın böyüməsinə toxunaraq yarımkeçirici istehsalda vacib bir prosesdir. Yarımkeçirici istehsalında epitaxy (EPI) prosesi, vahid kristalın incə bir təbəqəsini, ümumiyyətlə 0,5 ilə 20 mikron, vahid bir kristal substratda yerləşdirməyi hədəfləyir. EPI prosesi, xüsusən də içərisində yarımkeçirici cihaz istehsalında əhəmiyyətli bir addımdırsilikon vafliuydurma.

Epitaxy, yüksək sifarişli və xüsusi elektron xüsusiyyətlərə uyğunlaşdırıla bilən nazik filmlərin çökməsinə imkan verir. Bu proses diodlar, tranzistorlar və inteqrasiya edilmiş sxemlər kimi yüksək keyfiyyətli yarımkeçirici cihazlar yaratmaq üçün vacibdir.

Epitaxy növləri

Epitaxy prosesində böyümənin istiqaməti əsas baza kristal tərəfindən müəyyən edilir.  Çöküntünün təkrarlanmasından asılı olaraq ya bir və ya bir çox epitaxy təbəqə ola bilər. Epitaxy prosesi kimyəvi tərkibi və quruluşu baxımından əsas substratdan eyni, ya da fərqli ola biləcək bir material təbəqəsi yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Epitaxy, substrat və epitaxial təbəqə arasındakı əlaqələrə əsaslanan iki əsas kateqoriyaya təsnif edilə bilər:HomoepitaxyvəHeteroepitaxy.

Sonra, dörd ölçüdən homoepitaxy və heteroepitaxy arasındakı fərqləri təhlil edəcəyik: yetişmiş təbəqə, büllur quruluşu və panel, nümunə və tətbiq:

● homoepitaxy: Bu epitaxial təbəqə substrat ilə eyni materialdan hazırlanarkən baş verir.

✔ Yetişən qat: Epitaxiyanın yetişən təbəqəsi substrat təbəqəsi ilə eyni materialdır.

✔ Kristal quruluşu və panel: Substrat və epitaxial təbəqənin cruntal quruluşu və panelin sabiti eynidir.

✔ Nümunə: Substrat silikon üzərində yüksək təmiz silikonun epitaxial böyüməsi.

✔ Tətbiq: Fərqli dopinq səviyyələrinin təbəqələrinin qatlarının və ya az saf olan substratlarda təmiz filmlərin olduğu yarımkeçirici cihaz inşası.

● heteroepitaxy: Bu, Gallium Arsenide (GAAS) -də böyüyən Alüminium Gallium Arsenide (Algaas) kimi qat və substrat üçün istifadə olunan fərqli materiallar daxildir. Uğurlu heteroepitaxy, qüsurları minimuma endirmək üçün iki material arasında oxşar büllur quruluşları tələb edir.

✔ Yetişən qat: Epitaxiyanın yetişən təbəqəsi substrat qatından fərqli bir materialdır.

✔ Kristal quruluşu və panel: Substrat və epitaxial təbəqənin dayaq sabitliyi və panel quruluşu və lattice fərqlidir.

✔ Nümunə: Bir silikon substratda epitaksik olaraq böyüyən gallium arsenide.

✔ Tətbiq: Fərqli materialların təbəqələrinin qatlarının olduğu və ya vahid bir kristal kimi mövcud olmayan bir materialın kristal bir filmi tikmək üçün yarımkeçirici cihaz inşası.

Yarımkeçirici istehsalda EPI prosesinə təsir edən amillər:

✔ Temperatur: Epitaxy dərəcəsi və epitaxial təbəqə sıxlığına təsir göstərir. Epitaxy prosesi üçün tələb olunan temperatur otaq temperaturundan yüksəkdir və dəyəri epitaxy növündən asılıdır.

✔ Təzyiq etmək: Epitaxy dərəcəsi və epitaxial təbəqə sıxlığına təsir göstərir.

✔ Qüsurlu: Epitaxy'de qüsurları səhv dolulara səbəb olur. EPI prosesi üçün tələb olunan fiziki şərtlər qüsursuz epitaxial təbəqə böyüməsi üçün saxlanılmalıdır.

✔ İstədiyiniz mövqe: Epitaxial böyümə kristaldakı düzgün mövqelərdə olmalıdır. Böyümənin qarşısını almaq üçün epitaksial prosesdən xaric edilməli olan bölgələr düzgün lentə alınmalıdır.

✔ Avtodopinq: Epitaxy prosesi yüksək temperaturda aparıldığı üçün, DOPANT ATOMS materialda dəyişikliklər gətirməyə qadir ola bilər.

Epitaksial böyümə üsulları

Epitaxy prosesini həyata keçirmək üçün bir neçə üsul var: maye fazalı epitaxy, hibrid buxar fazası epitaxy, bərk faza epitaxy, atom təbəqəsi çökməsi, kimyəvi bulanıq çökmə, molekulyar şüa epitaxiyası və s. İki epitaxy prosesini müqayisə edək: CVD və MBE.

Epitaxial böyümə rejimləri

Epitaxy böyümə rejimləri: Epitaxial böyümə, təbəqələrin necə formalaşmasına təsir edən müxtəlif rejimlər vasitəsilə baş verə bilər:

✔ (a) Volmer-Weber (VW): Nukleationun davamlı film meydana gəlməzdən əvvəl meydana gəldiyi üç ölçülü ada böyüməsi ilə xarakterizə olunur.

✔ (b)Frank-van der Merwe (FM): Vahid qalınlığı təbliğ edərək qat-qat artımını əhatə edir.

✔ (c) Yan Krasanlar (SK): Tənqidi qalınlığından sonra ada meydana gəlməsinə keçidlərin keçidləri olan təbəqə böyüməsindən başlayaraq VW və FM-in birləşməsi.

Epitaxy böyüməsinin yarımkeçiricisində əhəmiyyəti

Epitaxy yarımkeçirici gofretlərin elektrik xüsusiyyətlərini artırmaq üçün vacibdir. Doping profillərinə nəzarət etmək və xüsusi maddi xüsusiyyətlərə nail olmaq qabiliyyəti, epitaxy-ni müasir elektronikada əvəzedilməz edir.

Üstəlik, epitaxial proseslər, yarımkeçirici texnologiyada davam edən irəliləyişlərin əks olunmasını əks etdirən yüksək performanslı sensorlar və enerji elektronikasını inkişaf etdirməyin çox əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyət kəsb edir. Kimi parametrləri idarə etməkdə tələb olunan dəqiqlikTemperatur, təzyiq və qaz axını dərəcəsiEpitaksial böyümə zamanı minimal qüsurları olan yüksək keyfiyyətli kristal təbəqələrə çatmaq üçün vacibdir.