Teknologi Preparasi Epitilsi Silikon (SI)

Silicon (SI) EpitexyTeknologi Persiapan

Apa wutah epitixial?

· Bahan kristal tunggal ora bisa nyukupi kabutuhan produksi macem-macem piranti semikonduktor. Ing pungkasan taun 1959, lapisan tipis sakaCrystal tunggalTeknologi Pertumbuhan Bahan - wutah epitaksal dikembangake.

Wutah Epitoxial yaiku tuwuh lapisan materi sing cocog karo syarat kasebut ing landasan kristal sing wis diolah kanthi ati-ati kanthi nglereni, nggiling, lan polish ing kahanan tartamtu. Wiwit lapisan produk tunggal sing ditandur yaiku ekstensi kisi landasan, lapisan biji sing ditandur diarani lapisan epitoxial.

Klasifikasi miturut sifat lapisan epitaxial

·Epitaksi homogen: Inglapisan epitaxialpadha karo materi substrat, sing njaga konsistensi materi lan mbantu entuk struktur produk lan sifat listrik sing berkualitas.

·Epitaksi heterogen: Inglapisan epitaxialbeda karo materi substrat. Kanthi milih substrat sing cocog, kahanan wutah bisa dioptimalake lan sawetara aplikasi materi bisa ditambahi, nanging tantangan sing digawa dening mismatch kisi lan beda ekspansi termal kudu diatasi.

Klasifikasi miturut posisi piranti

Epitoxy sing positif: Nuduhake pambentukan lapisan epitarix ing bahan substrat sajrone tuwuh kristal, lan piranti digawe ing lapisan epitoxial.

EPITOXY Reverse: Beda karo epitoxy positif, piranti diprodhuksi langsung ing landasan EPitoxial dibentuk ing struktur piranti.

Beda aplikasi: Aplikasi loro ing manufaktur semikonduktor gumantung marang sifat materi sing dibutuhake lan syarat desain piranti, lan saben cocog kanggo aliran proses lan syarat teknis sing beda.

Klasifikasi dening metode pertumbuhan epitoxial

· Epitaxy langsung minangka cara nggunakake pemanasan, pamboman elektron utawa medan listrik eksternal kanggo nggawe atom materi sing akeh entuk energi sing cukup, lan langsung migrasi lan deposit ing permukaan substrat kanggo ngrampungake pertumbuhan epitaxial, kayata deposisi vakum, sputtering, sublimasi, lsp. Nanging, cara iki nduweni syarat sing ketat babagan peralatan. Resistivitas lan kekandelan film kasebut ora bisa diulang, mula durung digunakake ing produksi epitaxial silikon.

· Epitaksi ora langsung yaiku panggunaan reaksi kimia kanggo nyimpen lan nuwuhake lapisan epitaxial ing permukaan substrat, sing umume diarani deposisi uap kimia (CVD). Nanging, film tipis sing ditanam dening CVD ora kudu dadi produk siji. Mulane, kanthi tegas, mung CVD sing tuwuh siji film yaiku pertumbuhan epitaxial. Cara iki nduweni peralatan sing prasaja, lan macem-macem paramèter lapisan epitaxial luwih gampang dikontrol lan bisa diulang kanthi apik. Saiki, wutah epitaxial silikon utamane nggunakake metode iki.

kategori liyane

· Miturut cara transportasi atom saka epuxial kanggo landasan vakum, bisa dipérang dadi epitexy vakum, fase gas Epitexy, epitexy fase gas, lipt fase (lpe), lsp.

· Miturut proses owah-owahan fase, epitaksi bisa dipérang dadiEpitexy Gas Fase, epitexy fase cair, lanepitaksi fase padat.

Masalah ditanggulangi kanthi proses epitaxial

· Nalika teknologi pertumbuhan Epiticon Epitaxial wiwit, iki wektu nalika frekuensi tinggi lan silikon kanthi cara transisi High-listrik sing nemoni masalah. Saka perspektif prinsip transistor, kanggo entuk frekuensi sing dhuwur lan daya dhuwur, voltase kolektor kudu dhuwur lan tahan seri kudu sithik. Tilas mbutuhake resikan saka area kolektor bahan kanggo dhuwur, dene sing terakhir mbutuhake tahan kolektor bahan kolektor dadi kurang, lan loro kasebut kontradiksi. Yen resistansi seri dikurangi kanthi tipis ketebalan materi kolektor, wafer silikon bakal lancip lan rendah sing bisa diproses. Yen tahanan materi dikurangi, mula bakal mbantah syarat pisanan. Teknologi Epitantial wis ngrampungake kesulitan iki.

Solusi:

· Tuwuh lapisan epitaxial kanthi resistensi dhuwur ing substrat kanthi resistivitas sing sithik, lan gawe piranti kasebut ing lapisan epitaxial. Lapisan epitaxial resistivitas dhuwur njamin yen tabung duwe voltase rusak sing dhuwur, dene landasan resistensi rendah nyuda resistensi substrat lan penurunan tegangan jenuh, saéngga ngrampungake kontradiksi ing antarane loro kasebut.

Kajaba iku, teknologi epitaxial kayata epitaksi fase uap, epitaksi fase cair, epitaksi sinar molekul, lan epitaksi fase uap senyawa organik logam saka kulawarga 1-V, kulawarga 1-V, lan bahan semikonduktor senyawa liyane kayata GaAs uga wis dikembangake banget. lan wis dadi teknologi proses indispensable kanggo Pabrik paling gelombang mikro lanpiranti optoelektronik.

Utamane, aplikasi sukses balok molekul lanuap organik logamFase Epitexyxy ing lapisan ultra tipis, superlatt, sumur kuantum, epitotstiktik lancip level atom wis nyithak pondasi lapangan riset semikonduktor, "teknik band".

Karakteristik Wutah Epitoxial

(1) Lapisan epitoxial tahan (rendah) sing dhuwur bisa ditanam angkitexial ing substrat tahan (dhuwur).

(2) Lapisan epitoxial bisa thukul ing sub lancter ing P (N) langsung mbentuk pn Jasktions. Ora ana masalah ganti rugi nalika nggawe PN Junctions ing substrat siji kanthi panyebaran.

(3) Digabungake karo teknologi topeng, wutah epitaxial selektif bisa ditindakake ing wilayah sing ditemtokake, nggawe kahanan kanggo produksi sirkuit terpadu lan piranti kanthi struktur khusus.

(4) Jinis lan konsentrasi doping bisa diganti kaya sing dibutuhake nalika tuwuhing epitoxial. Owah-owahan konsentrasi bisa tiba utawa bertahap.

(5) lapisan heterogen sing tipis, senyawa multi-komponen kanthi komponen variabel bisa thukul.

(6) Wutah Epitoxial bisa ditindakake ing suhu ing ngisor lebur saka bahan kasebut. Tingkat wutah yaiku Kontrol, lan pertumbuhan epitaksal saka ketebalan skala atom bisa digayuh.

Requirements kanggo wutah epitaxial

(1) Lumahing kudu warata lan padhang, tanpa cacat lumahing kayata bintik padhang, pit, reregetan kabut lan garis slip.

(2) integritas kristal sing apik, dislokasi sing kurang lan tumpukan kesalahane. KanggoSilicon Epitexy, Kapadhetan dislokasi kudu kurang saka 1000 / cm2, Kapadhetan fault tumpukan kudu kurang saka 10 / cm2, lan lumahing kudu tetep padhang sawise kang corroded dening solusi etching asam kromat.

(3) Latar Ecentration Evitax saka Lapisan Epitoxial kudu murah lan kompensasi sing kurang dibutuhake. Kesucian bahan mentah kudu dhuwur, sistem kudu disegel, lingkungane kudu resik, lan operasi kudu ketat kanggo ngindhari impurasi manca menyang lapisan epitoxial.

(4) kanggo epitexy heterogen, komposisi lapisan epitarxial lan landasan kudu owah-owahan kanthi alon (kajaba panyebaran komposisi alon-alon) lan macem-macem panyebaran komposisi antara lapisan epitrasi kudu minimalake.

(5) konsentrasi doping kudu dikendhaleni kanthi tenanan lan lapisan epitoxial duwe kacilakan seragam sing cocog karo syarat kasebut. Sampeyan dibutuhake manawa resensial sakaWafers Epitoxialthukul ing pawon beda ing pawon padha kudu konsisten.

(6) kekandelan saka lapisan epitoxial kudu nyukupi syarat kasebut, kanthi seragam sing apik lan mbaleni maneh.

(7) Sawise wutah epitarxial ing substrat kanthi lapisan sing dikubur, distorsi pola sing dikubur banget.

(8) Dhiameter wafer epitaxial kudu dadi gedhe kanggo nggampangake produksi massal piranti lan nyuda biaya.

(9) stabil termal sakalapisan epitaxial semikonduktor senyawalan heterojunction epitaxy apik.