Ի՞նչ է էպիտաքսիալ աճը:

Էպիտաքսիալ աճը տեխնոլոգիա է, որն աճեցնում է մեկ բյուրեղյա շերտ մեկ բյուրեղյա սուբստրատի (ենթաշերտի) վրա նույն բյուրեղային կողմնորոշմամբ, ինչ սուբստրատը, կարծես սկզբնական բյուրեղը ձգվել է դեպի դուրս: Այս նոր աճեցված մեկ բյուրեղյա շերտը կարող է տարբերվել ենթաշերտից՝ հաղորդունակության տեսակով, դիմադրողականությամբ և այլն, և կարող է աճեցնել բազմաշերտ մեկ բյուրեղներ՝ տարբեր հաստություններով և տարբեր պահանջներով՝ այդպիսով զգալիորեն բարելավելով սարքի դիզայնի և սարքի աշխատանքի ճկունությունը: Բացի այդ, էպիտաքսիալ գործընթացը լայնորեն օգտագործվում է նաև PN հանգույցի մեկուսացման տեխնոլոգիայի մեջ ինտեգրալ սխեմաներում և նյութի որակի բարելավման համար լայնածավալ ինտեգրալ սխեմաներում:

Էպիտաքսիայի դասակարգումը հիմնականում հիմնված է ենթաշերտի և էպիտաքսիալ շերտի տարբեր քիմիական բաղադրության և աճի տարբեր մեթոդների վրա:
Ըստ տարբեր քիմիական կազմի, էպիտաքսիալ աճը կարելի է բաժանել երկու տեսակի.

1. Homoepitaxial. Այս դեպքում էպիտաքսիալ շերտը ունի նույն քիմիական բաղադրությունը, ինչ սուբստրատը: Օրինակ, սիլիցիումի էպիտաքսիալ շերտերը աճեցվում են անմիջապես սիլիցիումային ենթաշերտերի վրա:

2. Հետերոէպիտաքսիա. Այստեղ էպիտաքսիալ շերտի քիմիական բաղադրությունը տարբերվում է սուբստրատի կազմից: Օրինակ, գալիումի նիտրիդային էպիտաքսիալ շերտը աճեցվում է շափյուղայի հիմքի վրա:

Ըստ աճի տարբեր մեթոդների՝ էպիտաքսիալ աճի տեխնոլոգիան նույնպես կարելի է բաժանել տարբեր տեսակների.

1. Molecular beam epitaxy (MBE). Սա տեխնոլոգիա է մեկ բյուրեղյա բարակ թաղանթների աճեցման համար մեկ բյուրեղյա ենթաշերտերի վրա, որը ձեռք է բերվում ճշգրիտ վերահսկելով մոլեկուլային ճառագայթի հոսքի արագությունը և ճառագայթի խտությունը ծայրահեղ բարձր վակուումում:

2. Մետաղ-օրգանական քիմիական գոլորշիների նստեցում (MOCVD). Այս տեխնոլոգիան օգտագործում է մետաղ-օրգանական միացություններ և գազաֆազային ռեակտիվներ՝ բարձր ջերմաստիճաններում քիմիական ռեակցիաներ կատարելու համար՝ պահանջվող բարակ թաղանթային նյութեր ստեղծելու համար: Այն լայն կիրառություն ունի բարդ կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի պատրաստման գործում։

3. Հեղուկ փուլային էպիտաքսիա (LPE). Մեկ բյուրեղյա սուբստրատի վրա հեղուկ նյութ ավելացնելով և որոշակի ջերմաստիճանում ջերմային մշակում կատարելով՝ հեղուկ նյութը բյուրեղանում է՝ ձևավորելով մեկ բյուրեղյա թաղանթ: Այս տեխնոլոգիայով պատրաստված թաղանթները վանդակավոր կերպով համընկնում են ենթաշերտին և հաճախ օգտագործվում են բարդ կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի պատրաստման համար:

4. Գոլորշի փուլային էպիտաքսիա (VPE). Օգտագործում է գազային ռեակտիվներ՝ բարձր ջերմաստիճաններում քիմիական ռեակցիաներ կատարելու համար՝ պահանջվող բարակ թաղանթային նյութեր ստեղծելու համար: Այս տեխնոլոգիան հարմար է մեծ մակերեսով, բարձրորակ միաբյուրեղային թաղանթների պատրաստման համար և հատկապես աչքի է ընկնում բարդ կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի պատրաստման մեջ:

5. Քիմիական ճառագայթային էպիտաքսիա (CBE). Այս տեխնոլոգիան օգտագործում է քիմիական ճառագայթներ՝ մեկ բյուրեղյա ենթաշերտերի վրա մեկ բյուրեղյա թաղանթներ աճեցնելու համար, ինչը ձեռք է բերվում ճշգրիտ վերահսկելով քիմիական ճառագայթների հոսքի արագությունը և ճառագայթի խտությունը: Այն լայն կիրառություն ունի բարձրորակ միաբյուրեղյա բարակ թաղանթների պատրաստման գործում:

6. Ատոմային շերտի էպիտաքսիա (ALE). Օգտագործելով ատոմային շերտի նստեցման տեխնոլոգիա, պահանջվող բարակ թաղանթային նյութերը շերտ առ շերտ դրվում են մեկ բյուրեղյա սուբստրատի վրա: Այս տեխնոլոգիան կարող է պատրաստել մեծ տարածքի, բարձրորակ միաբյուրեղային թաղանթներ և հաճախ օգտագործվում է բարդ կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի պատրաստման համար:

7. Տաք պատի էպիտաքսիա (HWE). Բարձր ջերմաստիճանի տաքացման միջոցով գազային ռեակտիվները տեղադրվում են մեկ բյուրեղյա ենթաշերտի վրա՝ ձևավորելով մեկ բյուրեղյա թաղանթ: Այս տեխնոլոգիան հարմար է նաև մեծ մակերեսով, բարձրորակ միաբյուրեղային թաղանթներ պատրաստելու համար և հատկապես օգտագործվում է բարդ կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի պատրաստման համար: