에피 택셜 과정은 무엇입니까?

에피 택셜 프로세스의 개요

"epitaxy"라는 용어는 그리스어 단어 "epi", "fer"및 "택시"를 의미하며, "순서"를 의미하며, 결정 성장의 순서 대상 특성을 나타냅니다. 에피 택시는 결정질 기질상의 얇은 결정 층의 성장을 참조하여 반도체 제조에서 중요한 과정이다. 반도체 제조에서의 에피 택시 (EPI) 공정은 단결정 기판에 일반적으로 약 0.5 내지 20 미크론의 미세한 층을 퇴적하는 것을 목표로한다. EPI 프로세스는 특히 반도체 장치 제조의 중요한 단계입니다.실리콘 웨이퍼제작.

epitaxy는 고도로 순서가 고조롭고 특정 전자 특성에 맞게 조정될 수있는 박막의 증착을 허용합니다. 이 프로세스는 다이오드, 트랜지스터 및 통합 회로와 같은 고품질 반도체 장치를 만드는 데 필수적입니다.

에피 택시의 유형

에피 택시 과정에서, 성장의 방향은 기본 기본 결정에 의해 결정된다.  증착의 반복에 따라 하나 또는 많은 에피 택시 층이있을 수 있습니다. 에피 택시 공정은 화학적 조성 및 구조 측면에서 기본 기판과 동일하거나 상이 할 수있는 얇은 물질 층을 형성하기 위해 사용될 수있다. 에피 택시는 기판과 에피 택셜 층 간의 관계에 기초하여 두 가지 1 차 범주로 분류 될 수 있습니다.동종 에피 택시그리고이종 에피 택시.

다음으로, 우리는 성장 층, 결정 구조 및 격자, 예 및 응용 분야의 4 가지 차원에서 동종 에피 택시와 이종 에피 택시의 차이를 분석 할 것입니다.

● 동종 에피 택시: 이것은 에피 택셜 층이 기판과 동일한 재료로 만들어 질 때 발생합니다.

✔ 성장 층: 에피 탁상으로 성장한 층은 기판 층과 동일한 재료입니다.

crystal 결정 구조와 격자: 기판 및 에피 택셜 층의 결정 구조 및 격자 상수는 동일하다.

✔ 예: 기질 실리콘에 대한 매우 순수한 실리콘의 에피 택셜 성장.

✔ 응용 프로그램: 상이한 도핑 레벨의 층이 필요하거나 덜 순수한 기판에서 순수한 필름이 필요한 반도체 장치 구조.

● 이종 에피 택시 : 여기에는 갈륨 아르 세 나이드 (GAAS)에서 알루미늄 갈륨 비 세나이드 (algaas)를 재배하는 것과 같은 층 및 기질에 사용되는 다른 물질이 포함됩니다. 성공적인 이종 에피 택시는 결함을 최소화하기 위해 두 물질 사이에 유사한 결정 구조가 필요합니다.

✔ 성장 층: 에피 탁상으로 성장한 층은 기판 층과 다른 재료를 갖는다.

crystal 결정 구조와 격자: 기판 및 에피 택셜 층의 결정 구조 및 격자 상수는 다르다.

✔ 예: 실리콘 기질 상에 에피 탁스에서 갈륨 비 세나이드.

✔ 응용 프로그램: 반도체 장치 구조 상이한 재료의 층이 필요한 경우 또는 단결정으로 이용할 수없는 물질의 결정질 필름을 만들기 위해.

반도체 제조에서 EPI 프로세스에 영향을 미치는 요인 :

✔ 온도: 에피 택시 속도 및 에피 택셜 층 밀도에 영향을 미칩니다. 에피 택시 공정에 필요한 온도는 실온보다 높으며 값은 에피 택시의 유형에 따라 다릅니다.

✔ 압력: 에피 택시 속도 및 에피 택셜 층 밀도에 영향을 미칩니다.

✔ 결함: 에피 택시의 결함은 웨이퍼 결함이 발생합니다. EPI 공정에 필요한 물리적 조건은 비 결함 에피 택셜 층 성장에 대해 유지되어야합니다.

✔ 원하는 위치: 에피 택셜 성장은 결정의 올바른 위치에 있어야합니다. 에피 택셜 프로세스에서 제외 해야하는 지역은 성장을 방지하기 위해 올바르게 촬영해야합니다.

✔ 자동화: 에피 택시 공정이 고온에서 수행되므로 도펀트 원자는 재료의 변화를 가져올 수 있습니다.

에피 택셜 성장 기술

에피 택시 공정을 수행하는 몇 가지 방법이 있습니다 : 액체 상 에피 택시, 하이브리드 증기 상 에피 택시, 고체 상피, 원자 층 침착, 화학 기상 증착, 분자 빔 에피 택시 등 CVD와 MBE라는 두 가지 에피 택시 프로세스를 비교해 봅시다.

에피 택셜 성장 모드

에피 택시 성장 모드 : 에피 덱스 성장은 다른 모드를 통해 발생할 수 있으며, 이는 레이어가 형성되는 방식에 영향을 미칩니다.

✔ (a) Volmer-Weber (VW): 연속 필름 형성 전에 핵 생성이 발생하는 3 차원 섬 성장을 특징으로한다.

✔ (b)Frank-Van der Merwe (FM): 층별 성장을 포함하여 균일 한 두께를 촉진합니다.

✔ (c) 사이드 크라 스탄 (SK): 임계 두께에 도달 한 후 섬 형성으로 전환되는 층 성장으로 시작하여 VW와 FM의 조합.

반도체 제조에서 에피 택시 성장의 중요성

에피 택시는 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 향상시키는 데 필수적입니다. 도핑 프로파일을 제어하고 특정 재료 특성을 달성하는 능력은 현대 전자 제품에서 에피 택시에 필수 불가능합니다.

또한, 에피 택셜 프로세스는 고성능 센서 및 전력 전자 제품을 개발하는 데 점점 더 중요 해지고 반도체 기술의 지속적인 발전을 반영합니다. 다음과 같은 매개 변수를 제어하는 ​​데 필요한 정밀도온도, 압력 및 가스 유량에피 택셜 성장 동안 최소 결함이있는 고품질 결정 층을 달성하는 데 중요합니다.