Эпитаксия – отличия разных методов эпитаксии. Особенности жидкофазной и газофазной эпитаксии. Ключевая сфера применения молекулярно-лучевой эпитаксии.

Эпитаксия – это процесс, который заключается в нарастании различных пород друг на друге. Если сказать проще, то это обыкновенный рост кристалла, который происходит на другом кристалле. Рост кристалла – это в любом случае процесс, связанный с эпитаксией. А все потому, что каждый новый слой, который накладываетсяуникален и имеет совершенно другой молекулярный состав.

Навигация:

  1. Методы эпитаксии
  2. Молекулярная эпитаксия
  3. Молекулярно-лучевая эпитаксия
  4. Газофазная эпитаксия
  5. Жидкофазная эпитаксия

эпитаксия – отличия разных методов эпитаксии

Гетероэпиткасия – это немного иной процесс, который имеет свои характерные особенности. Отличить его от стандартного процесса эпитаксии, можно лишь в том случае, если будет задействовано вещество из подложки самого кристалла. В процессе эпитаксии, можно изготавливать также интегральные преобразователи, которые работают на основе таких материалов, как: кремень и сапфир. В процессе роста можно также проводить некий анализ, следуя которому можно узнать примерное время, за которое произойдет увеличение кристалла в размерах.

Такие процессы, также имеют и ряд характерных особенностей, которые также желательно учитывать. Главная особенность заключается в том, что большая часть плоскостей одной решетки, не может иметь дальнейшего развития в другой. Финальные точки таких плоскостей, могут предоставить настоящую дислокацию несоответствия, образующуюся исключительно при точном схождении всех нужных условий.

Не стоит также забывать о том, что суммарная энергия грани, должна состоять из определенных участков, а именно:

  • Подложка-среда
  • Подложка-кристалл
  • Кристалл-среда

Добившись минимальных показателей в этом плане, можно не беспокоиться о том, что в процессе будут возникать какие-то неполадки.

Эпитаксия – это процесс, который является неотъемлемой частью в полупроводниковых приборах. Там он частично контактирует с интегральными системами, которые также нуждаются в проведении подобного процесса. Взяв во внимание все аспекты, мы можем сделать вывод, что на данный момент, эпитаксия – это один из самых надежных процессов.

Главной причиной такого мышления является тот факт, что установки, работающие на таком принципе, практически никогда не поддаются поломкам и стабильно выдают высокие показатели производительности.

Методы эпитаксии

Метод эпитаксии является не только максимально надежным, а еще и универсальным. Это проявляется в сфере применения подобных процессов, которые могут демонстрировать все свои преимущества практически в любой отрасли. Но не стоит забывать, что у каждого метода эпитаксии есть и определенные нюансы во время работы, на которые также стоит обращать свое внимание.

методы эпитаксии

Сейчас мы рассмотрим самые часто применяемые методы эпитаксии:

  • Молекулярная эпитаксия
  • Молекулярно-лучевая эпитаксия
  • Газофазная эпитаксия
  • Жидкофазная эпитаксия

Все эти методы являются очень интересными в плане технологии, и имеют совершенно разные сферы применения. Главное, что в процессе работы, все они являются максимально надежными. В следующих разделах статьи, мы еще неоднократно будем касаться этих методов. Дабы вы могли знать обо всем этом как можно больше.

Преимущества процесса эпитаксии:

  • Высокий уровень качества обработки
  • Широкий спектр применения данного процесса
  • Высокий уровень производительности
  • Отсутствие какой-то сложности в конструкции системы
  • Высокий уровень качества продукции

Недостатки процесса эпитаксии:

  • Возникновение сложностей в процессе обработки
  • Нужда в постоянном повторении данного процесса

Просмотрев все преимущества данной модели, можем сделать вывод, что процесс обработки действительно стоящий. Что касается недостатков процесса эпитаксии, то они не столь велики, чтобы обращать на них особое внимание.

Молекулярная эпитаксия

Молекулярная эпитаксия – это один из самых популярных процессов для создания и поддержки уровня высокого вакуума. Принцип проведения эпитаксии заключается в постоянной работе молекул, которые собственно и приводят механизм к движению.

молекулярная эпитаксия

Процесс молекулярной эпитаксии обрел огромной популярности на серийных производствах, где на данный момент применяются лишь те методы, при помощи которых можно достичь максимального уровня производительности.

Но если процесс эпитаксии является максимально качественным, то это еще не значит, что во время его проведения не будет происходить каких-то неполадок. Дабы подобные ситуации случались намного реже, надо постоянно следовать инструкциям, которые подробно описывают процесс эксплуатации. Проделывая это, вы сможете быть уверены, что процесс молекулярной эпитаксии принесет вам максимум пользы.

Скорость проведения процесса – это одно из главных преимуществ молекулярной эпитаксии. Если другие методы нуждаются в огромном количестве оборудования, причем проводят подобные процессы в несколько раз дольше, то простота метода эпитаксии позволяет проделывать все то же самое, но в несколько раз быстрее и качественнее.

Молекулярно-лучевая эпитаксия

Молекулярно-лучевая эпитаксия, подразумевает постоянный и равномерный эпитаксиальный рост в условиях сверхвысокого вакуума. Такой метод эпитаксии имеет совершенно другую сферу предназначения и может производить рост гетероструктур, следуя всем возможным критериям, которые задаются пользователем. На выходе, пользователь сможет получить изделие с заданной толщиной, с определенными показателями легирования и гладкими гетерограницами. Все это можно задать еще до начала работы, а дальше все сделает сама установка для молекулярно-лучевой эпитаксии.

молекулярно-лучевая эпитаксия

Подложки – это элемент, который должен в обязательном порядке, находиться внутри механизма. Перед тем, как будет проделываться процесс эпитаксии. Таким образом, удастся получить наиболее качественный результат работы, без каких-либо дефектов.

Подобный процесс подразумевает три ключевых критерия:

  • Наличие в системе уровня сверхвысокого вакуума
  • Максимальный уровень чистоты изделия, которое будет поддаваться испарению
  • Молекулярный источник внутри системы, который является главным элементом для произведения процесса испарения

Газофазная эпитаксия

Газофазная эпитаксия, позволяет без применения большого количества оборудования производить создание сразу нескольких эпитаксиальных слоев. Полупроводниковое осаждение – это один из ключевых элементов данного процесса, который вынужден пройти еще и газовую фазу. Применение таких методов зачастую происходит в кремниевых или же германиевых технологиях, в которых процесс эпитаксии является ключевым звеном.

газофазная эпитаксия

Проведение подобного процесса возможно лишь при условии пониженного давления в секретном секторе реактора. Данный сектор может иметь как горизонтальную, так и вертикальную форму, но принцип работы от этого кардинально не меняется. Следующим этапом данного процесса, является движение реакции наружу. В это время в дело вступают специальные подложки, которые находятся в состоянии нагрева. Температура подложек в этот момент может достигать 1200 градусов.

Сам процесс нагрева подложек зависит от инфракрасного излучения, которое и дает возможность произвести нагрев подложки до такого уровня температуры.

В качестве примера, мы рассмотрим два самых популярных метода осуществления газофазной эпитаксии:

  • Водородное восстановление тетрахлорида кремния
  • Пиролитическое разложение моносилана

Каждый из методов интересен по-своему, и имеет свои особенности. Главное отличие между ними – это сфера их применения, которая очень сильно отличается друг от друга.

Жидкофазная эпитаксия

Жидкофазная эпитаксия применяется в целях создания качественного полупроводникового соединения таких элементов, как монокристаллический кремний, который к слову очень сложен в обработке.

жидкофазная эпитаксия

Не мене важным процессом является изготовление рабочей шихты. Данный процесс проделывается при помощи специального вещества, наращивание которого протекает в несколько этапов. Каждый слоев имеет разные примеси газов, которые в итоге придают материалам дополнительной стойкости и качества.

Водород и азот – это еще два ключевых элемента, без которых, процесс жидкофазной эпитаксии будет невозможным. Эти вещества должны активно взаимодействовать друг с другом, дабы на выходе получился специальный расплав, который можно будет нанести на верхнюю часть подложки. Таким образом, можно избавить поверхность материалов от загрязнений и разного рода дефектов.