Que é o crecemento epitaxial?

O crecemento epitaxial é unha tecnoloxía que fai crecer unha única capa de cristal nun substrato de cristal único (substrato) coa mesma orientación cristalina que o substrato, coma se o cristal orixinal se estendese cara a fóra.Esta capa de cristal único recén cultivada pode ser diferente do substrato en termos de tipo de condutividade, resistividade, etc., e pode facer crecer cristais simples multicapa con diferentes espesores e diferentes requisitos, mellorando así moito a flexibilidade do deseño do dispositivo e o rendemento do dispositivo.Ademais, o proceso epitaxial tamén se usa amplamente na tecnoloxía de illamento de unión PN en circuítos integrados e na mellora da calidade do material en circuítos integrados a gran escala.

A clasificación da epitaxia baséase principalmente nas diferentes composicións químicas do substrato e da capa epitaxial e nos diferentes métodos de crecemento.
Segundo as diferentes composicións químicas, o crecemento epitaxial pódese dividir en dous tipos:

1. Homoepitaxial: Neste caso, a capa epitaxial ten a mesma composición química que o substrato.Por exemplo, as capas epitaxiais de silicio medran directamente sobre substratos de silicio.

2. Heteroepitaxia: aquí, a composición química da capa epitaxial é diferente da do substrato.Por exemplo, unha capa epitaxial de nitruro de galio crece sobre un substrato de zafiro.

Segundo os diferentes métodos de crecemento, a tecnoloxía de crecemento epitaxial tamén se pode dividir en varios tipos:

1. Epitaxia de feixe molecular (MBE): esta é unha tecnoloxía para o cultivo de películas finas monocristais en substratos monocristais, que se consegue controlando con precisión o fluxo de feixe molecular e a densidade do feixe nun baleiro ultra alto.

2. Deposición de vapor químico metal-orgánico (MOCVD): esta tecnoloxía utiliza compostos metal-orgánicos e reactivos en fase gaseosa para realizar reaccións químicas a altas temperaturas para xerar os materiais de película delgada necesarios.Ten amplas aplicacións na preparación de materiais e dispositivos semicondutores compostos.

3. Epitaxia en fase líquida (LPE): ao engadir material líquido a un substrato de cristal único e realizar un tratamento térmico a unha determinada temperatura, o material líquido cristaliza para formar unha película de cristal único.As películas preparadas por esta tecnoloxía están adaptadas en celosía ao substrato e úsanse a miúdo para preparar materiais e dispositivos semicondutores compostos.

4. Epitaxia en fase de vapor (VPE): utiliza reactivos gasosos para realizar reaccións químicas a altas temperaturas para xerar os materiais de película delgada necesarios.Esta tecnoloxía é axeitada para a preparación de películas monocristais de gran superficie e de alta calidade e destaca especialmente na preparación de materiais e dispositivos semicondutores compostos.

5. Epitaxia de feixe químico (CBE): esta tecnoloxía usa feixes químicos para cultivar películas monocristais en substratos monocristais, o que se consegue controlando con precisión o caudal do feixe químico e a densidade do feixe.Ten amplas aplicacións na preparación de películas finas monocristais de alta calidade.

6. Epitaxia de capa atómica (ALE): Usando a tecnoloxía de deposición de capas atómicas, os materiais de película delgada necesarios deposítanse capa por capa nun só substrato cristalino.Esta tecnoloxía pode preparar películas monocristais de gran superficie e de alta calidade e úsase a miúdo para preparar materiais e dispositivos semicondutores compostos.

7. Epitaxia de parede quente (HWE): A través do quecemento a alta temperatura, os reactivos gasosos deposítanse nun substrato de cristal único para formar unha película de cristal único.Esta tecnoloxía tamén é adecuada para a preparación de películas monocristais de gran superficie e de alta calidade e úsase especialmente na preparación de materiais e dispositivos semicondutores compostos.