Wat ass Epitaxie?

Déi meescht Ingenieuren sinn net vertrautepitaxie, déi eng wichteg Roll bei der Fabrikatioun vun Halbleitergeräter spillt.Epitaxiekann a verschiddene Chip Produiten benotzt ginn, a verschiddene Produiten hunn verschidden Zorte vun epitaxy, dorënnerSi Epitaxie, SiC Epitaxie, GaN epitaxy, etc.

Wat ass Epitaxie?
Epitaxy gëtt dacks "Epitaxy" op Englesch genannt. D'Wuert kënnt aus de griichesche Wierder "epi" (heescht "uewen") an "Taxis" (heescht "Arrangement"). Wéi den Numm et scho seet, heescht et ordentlech uewen op engem Objet arrangéieren. Den Epitaxisprozess ass eng dënn eenzeg Kristallschicht op engem eenzege Kristallsubstrat ze deposéieren. Dës nei deposéiert Eenkristallschicht gëtt eng Epitaxialschicht genannt.

Et ginn zwou Haaptarten vun Epitaxie: homoepitaxial an heteroepitaxial. Homoepitaxial bezitt sech op datselwecht Material op der selwechter Zort Substrat wuessen. D'Epitaxialschicht an de Substrat hunn genau déiselwecht Gitterstruktur. Heteroepitaxy ass de Wuesstum vun engem anere Material op engem Substrat vun engem Material. An dësem Fall kann d'Gitterstruktur vun der epitaxial gewuessene Kristallschicht an dem Substrat anescht sinn. Wat sinn eenzel Kristalle a polykristallin?
An Hallefleitungen héiere mir dacks d'Begrëffer Eenkristall Silizium a polykristallin Silizium. Firwat ginn e puer Silizium Single Kristalle genannt an e puer Silizium genannt polykristallin?

Eenkristall: D'Gitterarrangement ass kontinuéierlech an onverännert, ouni Kärgrenzen, dat heescht, de ganze Kristall besteet aus engem eenzege Gitter mat konsequent Kristallorientéierung. Polykristallin: Polykristallin besteet aus ville klenge Kären, jidderee vun deenen en eenzege Kristall ass, an hir Orientéierungen sinn zoufälleg matenee. Dës Käre gi vu Kärgrenzen getrennt. D'Produktiounskäschte vu polykristalline Materialien si méi niddereg wéi déi vun eenzel Kristalle, sou datt se nach ëmmer an e puer Uwendungen nëtzlech sinn. Wou wäert den epitaxiale Prozess involvéiert sinn?
Bei der Fabrikatioun vu Silizium-baséiert integréierte Circuiten gëtt den epitaxiale Prozess vill benotzt. Zum Beispill gëtt Siliziumepitaxie benotzt fir eng reng a fein kontrolléiert Siliziumschicht op engem Siliziumsubstrat ze wuessen, wat extrem wichteg ass fir d'Fabrikatioun vun fortgeschratten integréierte Circuiten. Zousätzlech, a Kraaftapparater, SiC a GaN sinn zwee allgemeng benotzt breet Bandgap Hallefleitmaterialien mat exzellente Kraafthandhabungsfäegkeeten. Dës Materialien ginn normalerweis op Silizium oder aner Substrater duerch Epitaxie ugebaut. An der Quantekommunikatioun benotzen Hallefleit-baséiert Quantebits normalerweis Silizium Germanium epitaxial Strukturen. etc.

Methoden vun epitaxial Wuesstem?

Dräi allgemeng benotzt Semiconductor Epitaxy Methoden:

Molecular beam epitaxy (MBE): Molecular beam epitaxy) ass eng semiconductor epitaxial Wuesstem Technologie ënner ultra-héich Vakuum Konditiounen. An dëser Technologie gëtt d'Quellmaterial a Form vun Atomer oder molekulare Strahlen verdampft an dann op engem kristallinesche Substrat deposéiert. MBE ass eng ganz präzis a kontrolléierbar Halbleiter Dënnfilm Wuesstumstechnologie déi d'Dicke vum deposéierte Material op atomarer Niveau präzis kontrolléiere kann.

Metallorganesch CVD (MOCVD): Am MOCVD-Prozess ginn organesch Metaller an Hydridgase, déi déi erfuerderlech Elementer enthalen, op de Substrat bei enger passender Temperatur geliwwert, an déi erfuerderlech Hallefleitmaterialien ginn duerch chemesch Reaktiounen generéiert an op de Substrat deposéiert, während déi verbleiwen. Verbindungen a Reaktiounsprodukter ginn entlooss.

Vapor Phase Epitaxy (VPE): Vapor Phase Epitaxy ass eng wichteg Technologie déi allgemeng an der Produktioun vun Hallefleitgeräter benotzt gëtt. Säi Grondprinzip ass den Damp vun enger eenzeger Substanz oder Verbindung an engem Trägergas ze transportéieren an duerch chemesch Reaktiounen Kristalle op engem Substrat ze deposéieren.