Que é a epitaxia?

A maioría dos enxeñeiros non están familiarizadosepitaxia, que xoga un papel importante na fabricación de dispositivos semicondutores.Epitaxiapódese usar en diferentes produtos de chip, e diferentes produtos teñen diferentes tipos de epitaxia, incluíndoSe epitaxia, epitaxia SiC, epitaxia GaN, etc.

Que é a epitaxia?
A epitaxia chámase a miúdo "Epitaxia" en inglés. A palabra provén das palabras gregas "epi" (que significa "arriba") e "taxis" (que significa "disposición"). Como o nome indica, significa dispor ordenadamente encima dun obxecto. O proceso de epitaxia consiste en depositar unha fina capa monocristal sobre un substrato monocristal. Esta capa de cristal único recentemente depositada chámase capa epitaxial.

Hai dous tipos principais de epitaxia: homoepitaxial e heteroepitaxial. O homeepitaxial fai referencia ao cultivo do mesmo material no mesmo tipo de substrato. A capa epitaxial e o substrato teñen exactamente a mesma estrutura de celosía. A heteroepitaxia é o crecemento doutro material sobre un substrato dun material. Neste caso, a estrutura de celosía da capa de cristal cultivada epitaxialmente e o substrato poden ser diferentes. Que son os monocristais e os policristalinos?
Nos semicondutores, escoitamos a miúdo os termos silicio monocristalino e silicio policristalino. Por que algún silicio chámase monocristalino e outro silicio policristalino?

Cristal único: a disposición da rede é continua e inalterada, sen límites de grans, é dicir, todo o cristal está composto por unha única rede cunha orientación cristalina consistente. Policristalino: o policristalino está composto por moitos pequenos grans, cada un dos cales é un só cristal, e as súas orientacións son aleatorias entre si. Estes grans están separados por límites de grans. O custo de produción dos materiais policristalinos é inferior ao dos monocristais, polo que aínda son útiles nalgunhas aplicacións. Onde estará implicado o proceso epitaxial?
Na fabricación de circuítos integrados baseados en silicio, o proceso epitaxial úsase amplamente. Por exemplo, a epitaxia de silicio utilízase para cultivar unha capa de silicio puro e finamente controlada sobre un substrato de silicio, o que é moi importante para a fabricación de circuítos integrados avanzados. Ademais, nos dispositivos de potencia, SiC e GaN son dous materiais semicondutores de banda ampla de uso común con excelentes capacidades de manexo de enerxía. Estes materiais adoitan cultivarse sobre silicio ou outros substratos mediante epitaxia. Na comunicación cuántica, os bits cuánticos baseados en semicondutores adoitan usar estruturas epitaxiais de silicio xermanio. Etc.

Métodos de crecemento epitaxial?

Tres métodos de epitaxia de semicondutores de uso común:

Epitaxia de feixe molecular (MBE): a epitaxia de feixe molecular) é unha tecnoloxía de crecemento epitaxial de semicondutores realizada en condicións de baleiro ultra-alto. Nesta tecnoloxía, o material de orixe evaporase en forma de átomos ou feixes moleculares e despois deposítase sobre un substrato cristalino. MBE é unha tecnoloxía de crecemento de película fina de semicondutores moi precisa e controlable que pode controlar con precisión o espesor do material depositado a nivel atómico.

CVD orgánico metálico (MOCVD): no proceso MOCVD, os metais orgánicos e os gases hidruros que conteñen os elementos necesarios son subministrados ao substrato a unha temperatura adecuada, e os materiais semicondutores necesarios xéranse mediante reaccións químicas e deposítanse no substrato, mentres que o resto descárganse compostos e produtos de reacción.

Epitaxia en fase de vapor (VPE): a epitaxia en fase de vapor é unha tecnoloxía importante que se usa habitualmente na produción de dispositivos semicondutores. O seu principio básico é transportar o vapor dunha soa substancia ou composto nun gas portador e depositar cristais nun substrato mediante reaccións químicas.