რა არის ეპიტაქსია?

ინჟინრების უმეტესობა არ იცნობსეპიტაქსია, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებაში.ეპიტაქსიაშეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ჩიპურ პროდუქტში და სხვადასხვა პროდუქტს აქვს სხვადასხვა ტიპის ეპიტაქსია, მათ შორისროგორც ეპიტაქსია, SiC ეპიტაქსია, GaN ეპიტაქსიადა ა.შ.

რა არის ეპიტაქსია?
ეპიტაქსიას ინგლისურად ხშირად უწოდებენ "ეპიტაქსიას". სიტყვა მომდინარეობს ბერძნული სიტყვებიდან "epi" (რაც ნიშნავს "ზემოთ") და "taxis" (ნიშნავს "მოწყობას"). როგორც სახელი გვთავაზობს, ეს ნიშნავს საგნის თავზე აკურატულად მოწყობას. ეპიტაქსიის პროცესი არის თხელი ერთკრისტალური ფენის დეპონირება ერთი ბროლის სუბსტრატზე. ამ ახლად დეპონირებულ ერთკრისტალურ ფენას ეპიტაქსიური ფენა ეწოდება.

არსებობს ეპიტაქსიის ორი ძირითადი ტიპი: ჰომეპიტაქსიური და ჰეტეროეპიტაქსიური. ჰომოეპიტაქსიური გულისხმობს ერთი და იგივე მასალის გაზრდას იმავე ტიპის სუბსტრატზე. ეპიტაქსიალურ ფენას და სუბსტრატს აქვს ზუსტად ერთი და იგივე გისოსის სტრუქტურა. ჰეტეროეპიტაქსია არის სხვა მასალის ზრდა ერთი მასალის სუბსტრატზე. ამ შემთხვევაში, ეპიტაქსიურად გაზრდილი ბროლის შრისა და სუბსტრატის გისოსების სტრუქტურა შეიძლება განსხვავებული იყოს. რა არის ერთკრისტალები და პოლიკრისტალური?
ნახევარგამტარებში ხშირად გვესმის ტერმინები ერთკრისტალური სილიციუმი და პოლიკრისტალური სილიციუმი. რატომ ეძახიან ზოგიერთ სილიკონს ერთკრისტალებს, ზოგს კი პოლიკრისტალურს?

ერთკრისტალი: გისოსების განლაგება არის უწყვეტი და უცვლელი, მარცვლის საზღვრების გარეშე, ანუ მთელი კრისტალი შედგება ერთი გისოსისგან, თანმიმდევრული ბროლის ორიენტაციის მქონე. პოლიკრისტალური: პოლიკრისტალური შედგება მრავალი წვრილი მარცვლებისგან, რომელთაგან თითოეული ერთი ბროლია და მათი ორიენტაცია შემთხვევითია ერთმანეთთან მიმართებაში. ეს მარცვლები გამოყოფილია მარცვლის საზღვრებით. პოლიკრისტალური მასალების წარმოების ღირებულება უფრო დაბალია, ვიდრე ერთკრისტალები, ამიტომ ისინი ჯერ კიდევ გამოსადეგია ზოგიერთ პროგრამაში. სად ჩაერთვება ეპიტაქსიის პროცესი?
სილიკონზე დაფუძნებული ინტეგრირებული სქემების წარმოებაში ფართოდ გამოიყენება ეპიტაქსიური პროცესი. მაგალითად, სილიკონის ეპიტაქსია გამოიყენება სილიკონის სუბსტრატზე სუფთა და წვრილად კონტროლირებადი სილიკონის ფენის გასაშენებლად, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია მოწინავე ინტეგრირებული სქემების წარმოებისთვის. გარდა ამისა, სიმძლავრის მოწყობილობებში, SiC და GaN არის ორი ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარული მასალა, რომელსაც აქვს ენერგიის მართვის შესანიშნავი შესაძლებლობები. ეს მასალები, როგორც წესი, იზრდება სილიციუმზე ან სხვა სუბსტრატებზე ეპიტაქსიის გზით. კვანტურ კომუნიკაციაში, ნახევარგამტარებზე დაფუძნებული კვანტური ბიტები ჩვეულებრივ იყენებენ სილიციუმის გერმანიუმის ეპიტაქსიალურ სტრუქტურებს. და ა.შ.

ეპიტაქსიური ზრდის მეთოდები?

ნახევარგამტარული ეპიტაქსიის სამი ხშირად გამოყენებული მეთოდი:

მოლეკულური სხივის ეპიტაქსია (MBE): მოლეკულური სხივის ეპიტაქსია) არის ნახევარგამტარული ეპიტაქსიური ზრდის ტექნოლოგია, რომელიც ხორციელდება ულტრა მაღალი ვაკუუმის პირობებში. ამ ტექნოლოგიაში, საწყისი მასალა აორთქლდება ატომების ან მოლეკულური სხივების სახით და შემდეგ დეპონირდება კრისტალურ სუბსტრატზე. MBE არის ძალიან ზუსტი და კონტროლირებადი ნახევარგამტარული თხელი ფირის ზრდის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია ზუსტად აკონტროლოს დეპონირებული მასალის სისქე ატომურ დონეზე.

ლითონის ორგანული CVD (MOCVD): MOCVD პროცესში ორგანული ლითონები და ჰიდრიდური აირები, რომლებიც შეიცავს საჭირო ელემენტებს, მიეწოდება სუბსტრატს შესაბამის ტემპერატურაზე, ხოლო საჭირო ნახევარგამტარული მასალები წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციების შედეგად და დეპონირდება სუბსტრატზე, ხოლო დანარჩენი ნაერთები და რეაქციის პროდუქტები გამოიყოფა.

ორთქლის ფაზის ეპიტაქსია (VPE): ორთქლის ფაზის ეპიტაქსია არის მნიშვნელოვანი ტექნოლოგია, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებაში. მისი ძირითადი პრინციპია ერთი ნივთიერების ან ნაერთის ორთქლის გადატანა მატარებელ გაზში და კრისტალების დეპონირება სუბსტრატზე ქიმიური რეაქციების გზით.