Quá trình epit Wax bán dẫn là gì?

Đó là lý tưởng để xây dựng các mạch tích hợp hoặc thiết bị bán dẫn trên một lớp cơ sở tinh thể hoàn hảo. Cácepitaxy. Quá trình epitaxy là một bước quan trọng trong việc sản xuất các thiết bị bán dẫn, đặc biệt là trong sản xuất silicon wafer.

Quá trình epit Wax (epi) trong sản xuất chất bán dẫn

Tổng quan về Epitaxy trong sản xuất chất bán dẫn
Nó là gì	Quá trình epit Wax (epi) trong sản xuất chất bán dẫn cho phép sự phát triển của một lớp tinh thể mỏng theo một hướng nhất định trên bề mặt tinh thể.
Mục tiêu	Trong sản xuất chất bán dẫn, mục tiêu của quá trình epitax là làm cho các electron vận chuyển hiệu quả hơn thông qua thiết bị. Trong việc xây dựng các thiết bị bán dẫn, các lớp epitax được đưa vào để tinh chỉnh và làm cho cấu trúc đồng nhất.
Quá trình	Quá trình epitaxy cho phép sự phát triển của các lớp epiticular độ tinh khiết cao hơn trên một chất nền của cùng một vật liệu. Trong một số vật liệu bán dẫn, chẳng hạn như bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng (HBTS) hoặc các bóng bán dẫn trường bán dẫn oxit kim loại (MOSFET), quá trình epitaxy được sử dụng để phát triển một lớp vật liệu khác với chất nền. Đó là quá trình epitaxy cho phép phát triển một lớp pha tạp mật độ thấp trên một lớp vật liệu pha tạp cao.

Tổng quan về epitaxy trong sản xuất chất bán dẫn

Quá trình epitaxy (EPI) trong sản xuất chất bán dẫn cho phép sự phát triển của một lớp tinh thể mỏng trong một hướng nhất định trên đỉnh của chất nền tinh thể.

Mục tiêu Trong sản xuất chất bán dẫn, mục tiêu của quá trình epitaxy là làm cho các electron vận chuyển hiệu quả hơn qua thiết bị. Trong việc xây dựng các thiết bị bán dẫn, các lớp epitaxy được đưa vào để tinh chỉnh và làm cho cấu trúc đồng nhất.

xử lýepitaxyQuá trình này cho phép sự phát triển của các lớp epitaxy có độ tinh khiết cao hơn trên nền của cùng một vật liệu. Trong một số vật liệu bán dẫn, chẳng hạn như bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng (HBT) hoặc bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại (MOSFET), quy trình epit Wax được sử dụng để phát triển một lớp vật liệu khác với chất nền. Chính quá trình epitaxy giúp có thể phát triển một lớp pha tạp mật độ thấp trên một lớp vật liệu có độ pha tạp cao.

Tổng quan về quá trình epitaxy trong sản xuất chất bán dẫn

Nó là gì Quá trình epit Wax (epi) trong sản xuất chất bán dẫn cho phép sự phát triển của một lớp tinh thể mỏng theo một hướng nhất định trên bề mặt tinh thể.

Mục tiêu trong sản xuất chất bán dẫn, mục tiêu của quá trình epit Wax là làm cho các electron được vận chuyển qua thiết bị hiệu quả hơn. Trong việc xây dựng các thiết bị bán dẫn, các lớp epitaxy được đưa vào để tinh chỉnh và làm cho cấu trúc đồng nhất.

Quá trình epit Wax cho phép phát triển các lớp epiticular có độ tinh khiết cao hơn trên nền của cùng một vật liệu. Trong một số vật liệu bán dẫn, chẳng hạn như bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng (HBT) hoặc bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại (MOSFET), quy trình epit Wax được sử dụng để phát triển một lớp vật liệu khác với chất nền. Chính quá trình epitaxy giúp có thể phát triển một lớp pha tạp mật độ thấp trên một lớp vật liệu có độ pha tạp cao.

Các loại quy trình epiticular trong sản xuất chất bán dẫn

Trong quá trình epiticular, hướng tăng trưởng được xác định bởi tinh thể cơ chất bên dưới. Tùy thuộc vào sự lặp lại của sự lắng đọng, có thể có một hoặc nhiều lớp epiticular. Các quá trình epiticular có thể được sử dụng để tạo thành các lớp vật liệu mỏng giống nhau hoặc khác nhau về thành phần hóa học và cấu trúc từ chất nền cơ bản.

Hai loại quy trình Epi
Đặc trưng	Homoepitaxy	dị thể
Lớp tăng trưởng	Lớp tăng trưởng epiticular là vật liệu giống như lớp cơ chất	Lớp tăng trưởng epitaxy là một vật liệu khác với lớp nền
Cấu trúc tinh thể và mạng	Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của chất nền và lớp epiticular giống nhau	Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của lớp nền và lớp epitaxy khác nhau
Ví dụ	Tăng trưởng epiticular của silicon có độ tinh khiết cao trên đế silicon	Tăng trưởng epiticular của gallium arsenide trên đế silicon
Ứng dụng	Cấu trúc thiết bị bán dẫn yêu cầu các lớp có mức pha tạp khác nhau hoặc màng nguyên chất trên chất nền kém tinh khiết hơn	Cấu trúc thiết bị bán dẫn yêu cầu các lớp vật liệu khác nhau hoặc xây dựng các màng vật liệu tinh thể không thể thu được dưới dạng đơn tinh thể

Hai loại quy trình Epi

Đặc trưngHomoepitaxy heteroepitaxy

Lớp tăng trưởng Lớp tăng trưởng epitaxy là vật liệu giống như lớp nền Lớp tăng trưởng epitaxy là vật liệu khác với lớp nền

Cấu trúc tinh thể và mạng tinh thể Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của lớp nền và lớp epiticular là giống nhau Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của lớp nền và lớp epiticular là khác nhau

Các ví dụ Tăng trưởng epiticular của silicon có độ tinh khiết cao trên cơ chất silicon tăng trưởng epiticular của gallium arsenide trên đế silicon

Các ứng dụng Cấu trúc thiết bị bán dẫn yêu cầu các lớp có các mức độ pha tạp khác nhau hoặc màng tinh khiết trên các cấu trúc thiết bị bán dẫn kém tinh khiết yêu cầu các lớp vật liệu khác nhau hoặc xây dựng màng tinh thể của vật liệu không thể lấy được dưới dạng tinh thể đơn

Hai loại quy trình EPI

Đặc điểm Homoepitaxy Heteroepitaxy

Lớp tăng trưởng Lớp tăng trưởng epitaxy là vật liệu giống như lớp nền Lớp tăng trưởng epitaxy là vật liệu khác với lớp nền

Cấu trúc tinh thể và mạng tinh thể Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của lớp nền và lớp epiticular là giống nhau Cấu trúc tinh thể và hằng số mạng của lớp nền và lớp epiticular là khác nhau

Các ví dụ Tăng trưởng epiticular của silicon có độ tinh khiết cao trên cơ chất silicon tăng trưởng epiticular của gallium arsenide trên đế silicon

Các ứng dụng Cấu trúc thiết bị bán dẫn yêu cầu các lớp có mức độ pha tạp khác nhau hoặc màng tinh khiết trên các cấu trúc thiết bị bán dẫn kém tinh khiết, yêu cầu các lớp vật liệu khác nhau hoặc xây dựng màng tinh thể của vật liệu không thể lấy được dưới dạng tinh thể đơn

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình epiticular trong sản xuất chất bán dẫn

 

Yếu tố	Sự miêu tả
Nhiệt độ	Ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ lớp epiticular. Nhiệt độ cần thiết cho quá trình epitaxy cao hơn nhiệt độ phòng và giá trị phụ thuộc vào loại epitaxy.
Áp lực	Ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ lớp epitaxy.
Khiếm khuyết	Khiếm khuyết trong epitax dẫn đến các tấm wafer bị lỗi. Các điều kiện vật lý cần thiết cho quá trình epitaxy nên được duy trì cho sự phát triển lớp epiticular không khuyết tật.
Vị trí mong muốn	Quá trình epitaxy sẽ phát triển ở đúng vị trí của tinh thể. Những khu vực không mong muốn tăng trưởng trong quá trình này phải được phủ đúng cách để ngăn chặn sự phát triển.
Tự do	Do quá trình epitaxy được thực hiện ở nhiệt độ cao, các nguyên tử dopant có thể mang lại những thay đổi trong vật liệu.

Yếu tố Mô tả

Nhiệt độ Ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ lớp epitaxy. Nhiệt độ cần thiết cho quá trình epit Wax cao hơn nhiệt độ phòng và giá trị phụ thuộc vào loại epit Wax.

Áp lực Ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ lớp epitaxy.

Khiếm khuyết khiếm khuyết trong epitax dẫn đến các tấm wafer bị lỗi. Các điều kiện vật lý cần thiết cho quá trình epitaxy nên được duy trì cho sự phát triển lớp epiticular không khuyết tật.

Vị trí mong muốn Quá trình epitaxy sẽ phát triển ở đúng vị trí của tinh thể. Những khu vực không mong muốn tăng trưởng trong quá trình này phải được phủ đúng cách để ngăn chặn sự phát triển.

Tự pha tạp Vì quá trình epit Wax được thực hiện ở nhiệt độ cao, các nguyên tử pha tạp có thể gây ra những thay đổi trong vật liệu.

Mô tả yếu tố

Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ của lớp epiticular. Nhiệt độ cần thiết cho quá trình epiticular cao hơn nhiệt độ phòng và giá trị phụ thuộc vào loại epitaxy.

Áp suất ảnh hưởng đến tốc độ epitaxy và mật độ lớp epitaxy.

Khiếm khuyết Các khiếm khuyết trong epit Wax dẫn đến các tấm bán dẫn bị lỗi. Các điều kiện vật lý cần thiết cho quá trình epitaxy phải được duy trì để lớp epitaxy phát triển không có khuyết tật.

Vị trí mong muốn Quá trình epitaxy sẽ phát triển ở đúng vị trí của tinh thể. Những khu vực không mong muốn tăng trưởng trong quá trình này phải được phủ đúng cách để ngăn chặn sự phát triển.

Tự pha tạp Vì quá trình epit Wax được thực hiện ở nhiệt độ cao, các nguyên tử pha tạp có thể gây ra những thay đổi trong vật liệu.

Mật độ và tỷ lệ epiticular

Mật độ tăng trưởng epiticular là số lượng nguyên tử trên một đơn vị thể tích vật liệu trong lớp tăng trưởng epiticular. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và loại chất nền bán dẫn ảnh hưởng đến sự tăng trưởng epiticular. Nói chung, mật độ của lớp epiticular thay đổi theo các yếu tố trên. Tốc độ mà lớp epiticular phát triển được gọi là tốc độ epitaxy.

Nếu epitaxy được phát triển theo vị trí và định hướng thích hợp, tốc độ tăng trưởng sẽ cao và ngược lại. Tương tự như mật độ lớp epiticular, tốc độ epitaxy cũng phụ thuộc vào các yếu tố vật lý như nhiệt độ, áp suất và loại vật liệu cơ chất.

Tốc độ epiticular tăng ở nhiệt độ cao và áp suất thấp. Tốc độ epitaxy cũng phụ thuộc vào định hướng cấu trúc cơ chất, nồng độ của các chất phản ứng và kỹ thuật tăng trưởng được sử dụng.

Phương pháp quy trình epitaxy

Có một số phương pháp epitaxy:Epitax pha lỏng （LPE）, epitaxy pha hơi lai, epitaxy pha rắn,lắng đọng lớp nguyên tử, lắng đọng hơi hóa học, Epitaxy chùm phân tử, v.v. Hãy so sánh hai quy trình epitaxy: CVD và MBE.

Lắng đọng hơi hóa học (CVD) Epitaxy chùm phân tử (MBE)

Quá trình hóa học Quá trình vật lý

Liên quan đến một phản ứng hóa học xảy ra khi tiền chất khí gặp chất nền được làm nóng trong buồng tăng trưởng hoặc lò phản ứng vật liệu được lắng đọng được làm nóng trong điều kiện chân không

Kiểm soát chính xác quá trình phát triển màng Kiểm soát chính xác độ dày và thành phần của lớp phát triển

Đối với các ứng dụng yêu cầu các lớp epitaxial chất lượng cao cho các ứng dụng yêu cầu các lớp epiticular cực kỳ tốt

Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất phương pháp đắt hơn

Lắng đọng hơi hóa học (CVD)	Epitaxy chùm phân tử (MBE)
Quá trình hóa học	Quá trình vật lý
Liên quan đến phản ứng hóa học xảy ra khi tiền chất khí gặp chất nền được nung nóng trong buồng tăng trưởng hoặc lò phản ứng	Vật liệu được lắng đọng được làm nóng trong điều kiện chân không
Kiểm soát chính xác quá trình tăng trưởng màng mỏng	Kiểm soát chính xác độ dày và thành phần của lớp trưởng thành
Được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu các lớp epiticular chất lượng cao	Được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu lớp epiticular cực mịn
Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất	Phương pháp đắt tiền hơn

Lấy diện tích hóa hơi hóa học (CVD) Epitaxy phân tử (MBE)

Quá trình hóa học Quá trình vật lý

Liên quan đến một phản ứng hóa học xảy ra khi tiền chất khí gặp chất nền được làm nóng trong buồng tăng trưởng hoặc lò phản ứng vật liệu được lắng đọng được làm nóng trong điều kiện chân không

Kiểm soát chính xác quá trình tăng trưởng màng mỏng Điều khiển chính xác độ dày và thành phần của lớp trưởng thành

Được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu các lớp epiticular chất lượng cao được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu các lớp epiticular cực kỳ tốt

Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất Phương pháp đắt tiền hơn

Quá trình epit Wax rất quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn; nó tối ưu hóa hiệu suất của

thiết bị bán dẫn và mạch tích hợp. Đây là một trong những quy trình chính trong sản xuất thiết bị bán dẫn ảnh hưởng đến chất lượng, đặc tính và hiệu suất điện của thiết bị.