Ի՞նչ է էպատաքսիան:

Ինժեներների մեծ մասը ծանոթ չէէպատաքսիա, որը կարևոր դեր է խաղում կիսահաղորդչային սարքերի արտադրության մեջ։Էպատաքսիակարող է օգտագործվել տարբեր չիպային արտադրանքներում, և տարբեր ապրանքներ ունեն տարբեր տեսակի էպիտաքսիա, այդ թվումSi epitaxy, SiC epitaxy, GaN էպիտաքսիաև այլն։

Ի՞նչ է էպատաքսիան:
Epitaxy-ն անգլերենում հաճախ անվանում են «Epitaxy»: Բառը ծագել է հունարեն «epi» (նշանակում է «վերևում») և «taxis» (նշանակում է «դասավորություն») բառերից։ Ինչպես անունն է հուշում, դա նշանակում է կոկիկ դասավորել առարկայի գագաթին: Էպիտաքսիայի գործընթացը մեկ բյուրեղյա սուբստրատի վրա բարակ մեկ բյուրեղյա շերտ դնելն է: Այս նոր կուտակված մեկ բյուրեղյա շերտը կոչվում է էպիտաքսիալ շերտ:

Գոյություն ունեն էպիտաքսիայի երկու հիմնական տեսակ՝ հոմոէպիտաքսիալ և հետերոէպիտաքսիալ։ Homoepitaxial-ը վերաբերում է նույն նյութի աճեցմանը նույն տեսակի սուբստրատի վրա: Էպիտաքսիալ շերտը և ենթաշերտը ունեն ճիշտ նույն վանդակավոր կառուցվածքը: Հետերոէպիտաքսիան մեկ այլ նյութի աճն է մեկ նյութի սուբստրատի վրա: Այս դեպքում epitaxially աճեցված բյուրեղային շերտի և ենթաշերտի վանդակավոր կառուցվածքը կարող է տարբեր լինել: Որո՞նք են միաբյուրեղները և բազմաբյուրեղները:
Կիսահաղորդիչներում մենք հաճախ լսում ենք միաբյուրեղային սիլիցիում և պոլիբյուրեղային սիլիցիում տերմինները: Ինչո՞ւ են որոշ սիլիցիումներ կոչվում միաբյուրեղներ, իսկ որոշ սիլիցիումներ՝ բազմաբյուրեղ:

Միաբյուրեղ. ցանցի դասավորությունը շարունակական է և անփոփոխ, առանց հատիկների սահմանների, այսինքն՝ ամբողջ բյուրեղը կազմված է բյուրեղային բյուրեղային հետևողական կողմնորոշմամբ մեկ վանդակից: Բազմաբյուրեղ. Բազմաբյուրեղը կազմված է բազմաթիվ մանր հատիկներից, որոնցից յուրաքանչյուրը մեկ բյուրեղ է, և դրանց կողմնորոշումները պատահական են միմյանց նկատմամբ: Այս հատիկները բաժանված են հացահատիկի սահմաններով: Բազմաբյուրեղային նյութերի արտադրության արժեքը ցածր է միայնակ բյուրեղներից, ուստի դրանք դեռևս օգտակար են որոշ կիրառություններում: Որտե՞ղ է ներգրավվելու էպիտաքսիալ գործընթացը:
Սիլիցիումի վրա հիմնված ինտեգրալ սխեմաների արտադրության մեջ լայնորեն կիրառվում է էպիտաքսիալ պրոցեսը։ Օրինակ, սիլիցիումային էպիտաքսիան օգտագործվում է սիլիկոնային սուբստրատի վրա մաքուր և նուրբ կառավարվող սիլիցիումի շերտ աճեցնելու համար, ինչը չափազանց կարևոր է առաջադեմ ինտեգրալ սխեմաների արտադրության համար: Բացի այդ, էլեկտրաէներգիայի սարքերում SiC-ը և GaN-ը երկու լայն տարածում ունեցող կիսահաղորդչային նյութեր են, որոնք ունեն էներգիայի կառավարման գերազանց հնարավորություններ: Այս նյութերը սովորաբար աճեցվում են սիլիցիումի կամ այլ ենթաշերտերի վրա էպիտաքսիայի միջոցով: Քվանտային հաղորդակցության մեջ կիսահաղորդչային քվանտային բիթերը սովորաբար օգտագործում են սիլիկոնային գերմանիումի էպիտաքսիալ կառուցվածքներ։ և այլն:

Էպիտաքսիալ աճի մեթոդները:

Կիսահաղորդչային էպիտաքսիայի երեք հաճախ օգտագործվող մեթոդներ.

Molecular beam epitaxy (MBE). Molecular beam epitaxy) կիսահաղորդչային էպիտաքսիալ աճի տեխնոլոգիա է, որն իրականացվում է ծայրահեղ բարձր վակուումային պայմաններում: Այս տեխնոլոգիայի մեջ սկզբնական նյութը գոլորշիացվում է ատոմների կամ մոլեկուլային ճառագայթների տեսքով և այնուհետև նստում բյուրեղային սուբստրատի վրա: MBE-ն շատ ճշգրիտ և կառավարելի կիսահաղորդչային բարակ թաղանթների աճի տեխնոլոգիա է, որը կարող է ճշգրիտ վերահսկել նստած նյութի հաստությունը ատոմային մակարդակում:

Մետաղական օրգանական CVD (MOCVD). MOCVD գործընթացում անհրաժեշտ տարրեր պարունակող օրգանական մետաղները և հիդրիդային գազերը մատակարարվում են ենթաշերտին համապատասխան ջերմաստիճանում, իսկ պահանջվող կիսահաղորդչային նյութերը առաջանում են քիմիական ռեակցիաների միջոցով և տեղադրվում ենթաշերտի վրա, իսկ մնացածը: միացությունները և ռեակցիայի արտադրանքները արտանետվում են:

Գոլորշի փուլային էպիտաքսիա (VPE). Գոլորշի փուլային էպիտաքսիան կարևոր տեխնոլոգիա է, որը սովորաբար օգտագործվում է կիսահաղորդչային սարքերի արտադրության մեջ: Դրա հիմնական սկզբունքն է մեկ նյութի կամ միացության գոլորշի տեղափոխումը կրող գազում և բյուրեղների նստեցումը ենթաշերտի վրա քիմիական ռեակցիաների միջոցով: