Epitaksiaalinen kasvu on tekniikka, jolla kasvatetaan yksikidekerros yksikidealustalle (substraatille) samalla kideorientaatiolla kuin alustalla, ikään kuin alkuperäinen kide olisi ulottunut ulospäin. Tämä hiljattain kasvatettu yksikidekerros voi olla erilainen kuin substraatin johtavuustyypin, ominaisvastuksen jne. suhteen, ja se voi kasvattaa monikerroksisia yksittäiskiteitä, joilla on eri paksuus ja erilaiset vaatimukset, mikä parantaa huomattavasti laitteen suunnittelun ja laitteen suorituskyvyn joustavuutta. Lisäksi epitaksiaaliprosessia käytetään laajasti myös integroitujen piirien PN-liitoseristysteknologiassa ja materiaalilaadun parantamisessa suurissa integroiduissa piireissä.
Epitaksian luokittelu perustuu pääasiassa substraatin ja epitaksiaalikerroksen erilaisiin kemiallisiin koostumuksiin ja erilaisiin kasvumenetelmiin.
Erilaisten kemiallisten koostumusten mukaan epitaksiaalinen kasvu voidaan jakaa kahteen tyyppiin:
1. Homoepitaksiaalinen: Tässä tapauksessa epitaksiaalisella kerroksella on sama kemiallinen koostumus kuin substraatilla. Esimerkiksi piiepitaksiaaliset kerrokset kasvatetaan suoraan piisubstraateille.
2. Heteroepitaksia: Tässä epitaksiaalikerroksen kemiallinen koostumus on erilainen kuin substraatin. Esimerkiksi galliumnitridi epitaksiaalinen kerros kasvatetaan safiirialustalle.
Eri kasvatusmenetelmien mukaan epitaksiaalinen kasvutekniikka voidaan jakaa myös eri tyyppeihin:
1. Molecular beam epitaxy (MBE): Tämä on tekniikka yksikideohutkalvojen kasvattamiseen yksikidesubstraateille, mikä saavutetaan säätämällä tarkasti molekyylisäteen virtausnopeutta ja säteen tiheyttä ultrakorkeassa tyhjiössä.
2. Metalli-orgaaninen kemiallinen höyrypinnoitus (MOCVD): Tämä tekniikka käyttää metalli-orgaanisia yhdisteitä ja kaasufaasireagensseja suorittamaan kemiallisia reaktioita korkeissa lämpötiloissa tarvittavien ohutkalvomateriaalien muodostamiseksi. Sillä on laajat sovellukset yhdistepuolijohdemateriaalien ja -laitteiden valmistuksessa.
3. Nestefaasiepitaksi (LPE): Lisäämällä nestemäistä materiaalia yksikidealustalle ja suorittamalla lämpökäsittely tietyssä lämpötilassa nestemäinen materiaali kiteytyy muodostaen yksikidekalvon. Tällä tekniikalla valmistetut kalvot sovitetaan ristikkosovitettuna substraattiin ja niitä käytetään usein yhdistelmäpuolijohdemateriaalien ja -laitteiden valmistukseen.
4. Höyryfaasiepitaksi (VPE): Käyttää kaasumaisia lähtöaineita suorittaakseen kemiallisia reaktioita korkeissa lämpötiloissa tarvittavien ohutkalvomateriaalien tuottamiseksi. Tämä tekniikka soveltuu laaja-alaisten, korkealaatuisten yksikidekalvojen valmistukseen ja on erityisen erinomainen yhdistepuolijohdemateriaalien ja -laitteiden valmistuksessa.
5. Kemiallinen säteen epitaksi (CBE): Tämä tekniikka käyttää kemiallisia säteitä yksikidekalvojen kasvattamiseen yksikidesubstraateille, mikä saavutetaan säätämällä tarkasti kemiallisen säteen virtausnopeutta ja säteen tiheyttä. Sillä on laaja käyttökohde korkealaatuisten yksikideohutkalvojen valmistuksessa.
6. Atomic layer epitaxy (ALE): Atomikerrospinnoitusteknologiaa käyttämällä tarvittavat ohutkalvomateriaalit kerrostetaan kerros kerrokselta yksikidealustalle. Tällä tekniikalla voidaan valmistaa laaja-alaisia, korkealaatuisia yksikidekalvoja, ja sitä käytetään usein yhdistepuolijohdemateriaalien ja -laitteiden valmistukseen.
7. Kuuma seinän epitaksi (HWE): Korkeassa lämpötilassa kuumennettaessa kaasumaisia lähtöaineita kerrostetaan yksikidealustalle muodostaen yksikidekalvon. Tämä tekniikka soveltuu myös laaja-alaisten, korkealaatuisten yksikidekalvojen valmistukseen, ja sitä käytetään erityisesti yhdistepuolijohdemateriaalien ja -laitteiden valmistuksessa.
Postitusaika: 06-06-2024