Τι είναι η επιταξία;

Οι περισσότεροι μηχανικοί δεν είναι εξοικειωμένοι μεεπιταξία, που παίζει σημαντικό ρόλο στην κατασκευή συσκευών ημιαγωγών.Επιταξίαμπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά προϊόντα τσιπ και διαφορετικά προϊόντα έχουν διαφορετικούς τύπους επιταξίας, συμπεριλαμβανομένωνΣι επιταξία, SiC επιταξία, GaN επιταξίακ.λπ.

Τι είναι η επιταξία;
Το Epitaxy ονομάζεται συχνά "Epitaxy" στα αγγλικά. Η λέξη προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «επι» (που σημαίνει «πάνω») και «ταξί» (που σημαίνει «τακτοποίηση»). Όπως υποδηλώνει το όνομα, σημαίνει τακτοποίηση πάνω σε ένα αντικείμενο. Η διαδικασία της επιταξίας είναι η εναπόθεση ενός λεπτού μονοκρυσταλλικού στρώματος σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα. Αυτό το νεοαποτιθέμενο μονοκρυσταλλικό στρώμα ονομάζεται επιταξιακό στρώμα.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι επιταξίας: η ομοεπιταξιακή και η ετεροεπιταξιακή. Το ομοεπιταξιακό αναφέρεται στην ανάπτυξη του ίδιου υλικού στον ίδιο τύπο υποστρώματος. Το επιταξιακό στρώμα και το υπόστρωμα έχουν ακριβώς την ίδια δικτυωτή δομή. Η ετεροεπιταξία είναι η ανάπτυξη ενός άλλου υλικού σε ένα υπόστρωμα ενός υλικού. Σε αυτήν την περίπτωση, η δομή του πλέγματος του επιταξιακά αναπτυσσόμενου κρυσταλλικού στρώματος και του υποστρώματος μπορεί να είναι διαφορετική. Τι είναι τα μονοκρύσταλλα και τα πολυκρυσταλλικά;
Στους ημιαγωγούς, ακούμε συχνά τους όρους μονοκρυσταλλικό πυρίτιο και πολυκρυσταλλικό πυρίτιο. Γιατί κάποιο πυρίτιο λέγεται μονοκρύσταλλο και κάποιο πυρίτιο πολυκρυσταλλικό;

Μονό κρύσταλλο: Η διάταξη του πλέγματος είναι συνεχής και αμετάβλητη, χωρίς όρια κόκκων, δηλαδή ολόκληρος ο κρύσταλλος αποτελείται από ένα ενιαίο πλέγμα με σταθερό κρυσταλλικό προσανατολισμό. Πολυκρυσταλλικό: Το πολυκρυσταλλικό αποτελείται από πολλούς μικρούς κόκκους, καθένας από τους οποίους είναι ένας μόνο κρύσταλλος και οι προσανατολισμοί τους είναι τυχαίοι μεταξύ τους. Αυτοί οι κόκκοι χωρίζονται με όρια κόκκων. Το κόστος παραγωγής πολυκρυσταλλικών υλικών είναι χαμηλότερο από αυτό των μονοκρυστάλλων, επομένως εξακολουθούν να είναι χρήσιμα σε ορισμένες εφαρμογές. Πού θα εμπλέκεται η επιταξιακή διαδικασία;
Στην κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων με βάση το πυρίτιο, η επιταξιακή διαδικασία χρησιμοποιείται ευρέως. Για παράδειγμα, η επιταξία πυριτίου χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη ενός καθαρού και λεπτώς ελεγχόμενου στρώματος πυριτίου σε ένα υπόστρωμα πυριτίου, το οποίο είναι εξαιρετικά σημαντικό για την κατασκευή προηγμένων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Επιπλέον, στις συσκευές ισχύος, το SiC και το GaN είναι δύο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά ημιαγωγών ευρείας ζώνης με εξαιρετικές δυνατότητες χειρισμού ισχύος. Αυτά τα υλικά συνήθως καλλιεργούνται σε πυρίτιο ή άλλα υποστρώματα μέσω επιταξίας. Στην κβαντική επικοινωνία, τα κβαντικά bit που βασίζονται σε ημιαγωγούς συνήθως χρησιμοποιούν επιταξιακές δομές πυριτίου γερμανίου. Και τα λοιπά.

Μέθοδοι επιταξιακής ανάπτυξης;

Τρεις ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι επιταξίας ημιαγωγών:

Μοριακή επιταξία δέσμης (MBE): Η μοριακή επιταξία δέσμης) είναι μια τεχνολογία επιταξιακής ανάπτυξης ημιαγωγών που εκτελείται υπό συνθήκες εξαιρετικά υψηλού κενού. Σε αυτή την τεχνολογία, το αρχικό υλικό εξατμίζεται με τη μορφή ατόμων ή μοριακών δεσμών και στη συνέχεια εναποτίθεται σε ένα κρυσταλλικό υπόστρωμα. Το MBE είναι μια πολύ ακριβής και ελεγχόμενη τεχνολογία ανάπτυξης λεπτής μεμβράνης ημιαγωγών που μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια το πάχος του εναποτιθέμενου υλικού σε ατομικό επίπεδο.

Μεταλλικό οργανικό CVD (MOCVD): Στη διαδικασία MOCVD, οργανικά μέταλλα και αέρια υδριδίου που περιέχουν τα απαιτούμενα στοιχεία παρέχονται στο υπόστρωμα σε κατάλληλη θερμοκρασία και τα απαιτούμενα υλικά ημιαγωγών παράγονται μέσω χημικών αντιδράσεων και εναποτίθενται στο υπόστρωμα, ενώ τα υπόλοιπα ενώσεις και προϊόντα αντίδρασης απορρίπτονται.

Επιταξία φάσης ατμού (VPE): Η επιτάξια φάσης ατμού είναι μια σημαντική τεχνολογία που χρησιμοποιείται συνήθως στην παραγωγή συσκευών ημιαγωγών. Η βασική του αρχή είναι να μεταφέρει τον ατμό μιας μεμονωμένης ουσίας ή ένωσης σε ένα φέρον αέριο και να εναποθέτει κρυστάλλους σε ένα υπόστρωμα μέσω χημικών αντιδράσεων.