Cos'è l'epitassia?

La maggior parte degli ingegneri non ha familiarità conepitassia, che svolge un ruolo importante nella produzione di dispositivi a semiconduttore.Epitassiapuò essere utilizzato in diversi prodotti a chip e diversi prodotti hanno diversi tipi di epitassia, inclusoSi epitassia, Epitassia del SiC, Epitassia del GaN, ecc.

Cos'è l'epitassia?
L'epitassia è spesso chiamata "Epitassia" in inglese. La parola deriva dalle parole greche “epi” (che significa “sopra”) e “taxi” (che significa “disposizione”). Come suggerisce il nome, significa disporre ordinatamente sopra un oggetto. Il processo epitassia consiste nel depositare un sottile strato monocristallino su un substrato monocristallino. Questo strato monocristallino appena depositato è chiamato strato epitassiale.

Esistono due tipi principali di epitassia: omoepitassiale ed eteroepitassiale. Omoepitassiale si riferisce alla coltivazione dello stesso materiale sullo stesso tipo di substrato. Lo strato epitassiale e il substrato hanno esattamente la stessa struttura reticolare. L'eteroepitassia è la crescita di un altro materiale su un substrato di un materiale. In questo caso, la struttura reticolare dello strato cristallino cresciuto epitassialmente e del substrato può essere differente. Cosa sono i cristalli singoli e i policristallini?
Nei semiconduttori sentiamo spesso i termini silicio monocristallino e silicio policristallino. Perché alcuni tipi di silicio sono chiamati monocristalli e altri sono chiamati policristallini?

Cristallo singolo: la disposizione del reticolo è continua e invariata, senza confini dei grani, ovvero l'intero cristallo è composto da un singolo reticolo con orientamento cristallino coerente. Policristallino: Il policristallino è composto da molti piccoli grani, ciascuno dei quali è un singolo cristallo, e il loro orientamento è casuale l'uno rispetto all'altro. Questi grani sono separati da bordi di grano. Il costo di produzione dei materiali policristallini è inferiore a quello dei cristalli singoli, quindi sono ancora utili in alcune applicazioni. Dove sarà coinvolto il processo epitassiale?
Nella produzione di circuiti integrati a base di silicio, il processo epitassiale è ampiamente utilizzato. Ad esempio, l'epitassia del silicio viene utilizzata per far crescere uno strato di silicio puro e finemente controllato su un substrato di silicio, il che è estremamente importante per la produzione di circuiti integrati avanzati. Inoltre, nei dispositivi di potenza, SiC e GaN sono due materiali semiconduttori ad ampio gap di banda comunemente utilizzati con eccellenti capacità di gestione della potenza. Questi materiali vengono solitamente coltivati ​​su silicio o altri substrati mediante epitassia. Nella comunicazione quantistica, i bit quantistici basati su semiconduttori utilizzano solitamente strutture epitassiali di silicio-germanio. Ecc.

Metodi di crescita epitassiale?

Tre metodi di epitassia per semiconduttori comunemente usati:

Epitassia a fascio molecolare (MBE): epitassia a fascio molecolare) è una tecnologia di crescita epitassiale di semiconduttori eseguita in condizioni di vuoto ultra elevato. In questa tecnologia, il materiale sorgente viene evaporato sotto forma di atomi o fasci molecolari e poi depositato su un substrato cristallino. MBE è una tecnologia di crescita di film sottile di semiconduttori molto precisa e controllabile in grado di controllare con precisione lo spessore del materiale depositato a livello atomico.

CVD metallo-organico (MOCVD): nel processo MOCVD, i metalli organici e i gas idruri contenenti gli elementi richiesti vengono forniti al substrato a una temperatura appropriata e i materiali semiconduttori richiesti vengono generati attraverso reazioni chimiche e depositati sul substrato, mentre i restanti i composti e i prodotti di reazione vengono scaricati.

Epitassia in fase vapore (VPE): l'epitassia in fase vapore è un'importante tecnologia comunemente utilizzata nella produzione di dispositivi a semiconduttore. Il suo principio di base è trasportare il vapore di una singola sostanza o composto in un gas vettore e depositare cristalli su un substrato attraverso reazioni chimiche.