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.
Hora de publicación: maio-06-2024