Επιταξιακό φύλλο (EPI) και η εφαρμογή του
Το επιταξιακό φύλλο (EPI) αναφέρεται στο ημιαγωγικό φιλμ που καλλιεργείται στο υπόστρωμα, το οποίο αποτελείται κυρίως από τύπο P, κβαντικό πηγάδι και τύπο N.Τώρα το κύριο επιταξιακό υλικό είναι το νιτρικό γαλλίμιο (GaN), και το υλικό υποστρώματος είναι κυρίως ζαφείρι.Το πυρίτιο, η άνθρακα σε τρία, τα κβαντικά πηγάδια γενικά για 5 συνήθως χρησιμοποιούμενη διαδικασία παραγωγής για την επιταξία της μεταλλικοοργανικής αέριας φάσης (MOCVD), η οποία είναι το κεντρικό μέρος της βιομηχανίας LED,η ανάγκη για υψηλότερη τεχνολογία και μεγαλύτερες επενδύσεις κεφαλαίου.
Επί του παρόντος, μπορεί να γίνει στο υπόστρωμα του πυριτίου σε συνηθισμένο επιταξιακό στρώμα, πολυεπίπεδη δομή επιταξιακό στρώμα, υπερ-υψηλής αντίστασης επιταξιακό στρώμα, υπερ-πλούσιο επιταξιακό στρώμα,η αντίσταση του επιταξιακού στρώματος μπορεί να φτάσει τα 1000 Ω, και ο αγωγός τύπος είναι: P/P++, N/N+, N/N+, N/P/P, P/N/N /N+ και πολλοί άλλοι τύποι.
Τα επιταξιακά πλακίδια πυριτίου είναι το βασικό υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ενός ευρέος φάσματος ημιαγωγών συσκευών, με εφαρμογές σε καταναλωτικά, βιομηχανικά, στρατιωτικά και διαστημικά ηλεκτρονικά.
Ορισμένες από τις σημαντικότερες εφαρμογές μικροηλεκτρονικής χρησιμοποιούν πολλαπλές τεχνολογίες διαδικασίας επιταξίας πυριτίου που έχουν αποδειχθεί στην παραγωγή και είναι τυποποιημένες στη βιομηχανία:
Διοδή
• Δίοδος Schottky
• Υπερ-γρήγορες διόδους
• Δίοδος Ζένερ
• Δίοδος PIN
• Επαναστατικός κατασταλτής τάσης (TVS)
• και άλλα
Τρανζίστορ
• Δύναμη IGBT
• ΔΕΔ ισχύος
• MOSFET
• Μέση ισχύς
• Μικρό σήμα
• και άλλα
Συνολικό κύκλωμαΔιπολικό ολοκληρωμένο κύκλωμα
• EEPROM
• Ενισχυτής
• Μικροεπεξεργαστής
• Μικροελεγκτής
• Ταυτοποίηση ραδιοσυχνοτήτων
• και άλλα
Η επιταξιακή επιλεκτικότητα επιτυγχάνεται γενικά με την προσαρμογή του σχετικού ρυθμού επιταξιακής εναπόθεσης και της χαρακτικής in situ.Το χρησιμοποιούμενο αέριο είναι γενικά το χλωριούχο (Cl) πυριτικό πηγόαέριο DCS, και η επιλεκτικότητα της επιταξιακής ανάπτυξης πραγματοποιείται από την προσρόφηση των ατόμων Cl στην επιφάνεια του πυριτίου στην αντίδραση είναι μικρότερη από εκείνη των οξειδίων ή των νιτρικών.Δεδομένου ότι το SiH4 δεν περιέχει άτομα Cl και έχει χαμηλή ενέργεια ενεργοποίησης, χρησιμοποιείται γενικά μόνο σε διαδικασία συνολικής επιταξίας χαμηλής θερμοκρασίας.Μια άλλη κοινά χρησιμοποιούμενη πηγή πυριτίου, το TCS, έχει χαμηλή πίεση ατμού και είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου, το οποίο πρέπει να εισαχθεί στον θάλαμο αντίδρασης μέσω φυσαλιστών H2,Αλλά η τιμή είναι σχετικά φθηνή., και ο ταχύς ρυθμός ανάπτυξής του (μέχρι 5 μm/min) χρησιμοποιείται συχνά για την ανάπτυξη σχετικά παχών επιταξιακών στρωμάτων πυριτίου, το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην παραγωγή επιταξιακών φύλλων πυριτίου.Μεταξύ των στοιχείων της ομάδας IV, η σταθερά πλέγματος του Ge (5.646A) διαφέρει λιγότερο από εκείνη του Si (5.431A), γεγονός που καθιστά τις διαδικασίες SiGe και Si εύκολες στην ενσωμάτωση.Το μονοκρυσταλλικό στρώμα SiGe που σχηματίζεται από Ge σε μονοκρυσταλλικό Si μπορεί να μειώσει το πλάτος του διαχωρισμού ζώνης και να αυξήσει τη χαρακτηριστική συχνότητα διακοπής (fT),που το καθιστά ευρέως χρησιμοποιημένο σε συσκευές ασύρματης και οπτικής επικοινωνίας υψηλής συχνότητας.Επιπλέον, σε προηγμένες διεργασίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων CMOS, η ένταση πλέγματος που προκαλείται από την ασυμφωνία σταθερής πλέγματος (4%) του Ge και του Si θα χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της κινητικότητας των ηλεκτρονίων ή των τρυπών,ώστε να αυξάνεται το ρεύμα κορεσμού λειτουργίας και η ταχύτητα απόκρισης της συσκευής, η οποία γίνεται ένα καυτό σημείο στην έρευνα τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ημιαγωγών σε διάφορες χώρες.
Λόγω της κακής ηλεκτρικής αγωγιμότητας του εγγενούς πυριτίου, η αντίσταση του είναι γενικά μεγαλύτερη από 200 ohm-cm,και είναι συνήθως απαραίτητο να ενσωματωθεί αέριο ακαθαρσίας (dopant) στην επιταξιακή ανάπτυξη για να ικανοποιηθούν ορισμένες ηλεκτρικές ιδιότητες της συσκευής.Τα αέρια ρύπανσης μπορούν να χωριστούν σε δύο είδη: τα συνήθως χρησιμοποιούμενα αέρια ρύπανσης τύπου N περιλαμβάνουν το φωσφοάνιο (PH3) και το αρσενάνιο (AsH3), ενώ ο τύπος P είναι κυρίως το βοράνιο (B2H6).
