La croissance épitaxiale est une technologie qui permet de faire croître une couche monocristalline sur un substrat monocristallin (substrat) avec la même orientation cristalline que le substrat, comme si le cristal d'origine s'étendait vers l'extérieur.Cette couche monocristalline nouvellement développée peut être différente du substrat en termes de type de conductivité, de résistivité, etc., et peut faire croître des monocristaux multicouches avec différentes épaisseurs et différentes exigences, améliorant ainsi considérablement la flexibilité de la conception du dispositif et ses performances.En outre, le processus épitaxial est également largement utilisé dans la technologie d’isolation des jonctions PN dans les circuits intégrés et pour améliorer la qualité des matériaux dans les circuits intégrés à grande échelle.
La classification de l'épitaxie repose principalement sur les différentes compositions chimiques du substrat et de la couche épitaxiale ainsi que sur les différentes méthodes de croissance.
Selon différentes compositions chimiques, la croissance épitaxiale peut être divisée en deux types :
1. Homoépitaxial : Dans ce cas, la couche épitaxiale a la même composition chimique que le substrat.Par exemple, les couches épitaxiales de silicium sont cultivées directement sur des substrats de silicium.
2. Hétéroépitaxie : Ici, la composition chimique de la couche épitaxiale est différente de celle du substrat.Par exemple, une couche épitaxiale de nitrure de gallium est cultivée sur un substrat saphir.
Selon différentes méthodes de croissance, la technologie de croissance épitaxiale peut également être divisée en différents types :
1. Épitaxie par faisceau moléculaire (MBE) : Il s'agit d'une technologie permettant de faire croître des films minces monocristallins sur des substrats monocristallins, obtenue en contrôlant avec précision le débit du faisceau moléculaire et la densité du faisceau sous ultra-vide.
2. Dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD) : Cette technologie utilise des composés organométalliques et des réactifs en phase gazeuse pour effectuer des réactions chimiques à haute température afin de générer les matériaux en couche mince requis.Il a de nombreuses applications dans la préparation de matériaux et de dispositifs semi-conducteurs composés.
3. Épitaxie en phase liquide (LPE) : en ajoutant un matériau liquide à un substrat monocristallin et en effectuant un traitement thermique à une certaine température, le matériau liquide cristallise pour former un film monocristallin.Les films préparés par cette technologie sont adaptés au réseau du substrat et sont souvent utilisés pour préparer des matériaux et des dispositifs semi-conducteurs composés.
4. Épitaxie en phase vapeur (VPE) : utilise des réactifs gazeux pour effectuer des réactions chimiques à haute température afin de générer les matériaux en couche mince requis.Cette technologie convient à la préparation de films monocristallins de grande surface et de haute qualité et est particulièrement remarquable dans la préparation de matériaux et de dispositifs semi-conducteurs composés.
5. Épitaxie par faisceau chimique (CBE) : Cette technologie utilise des faisceaux chimiques pour faire croître des films monocristallins sur des substrats monocristallins, ce qui est obtenu en contrôlant avec précision le débit et la densité du faisceau chimique.Il a de nombreuses applications dans la préparation de films minces monocristallins de haute qualité.
6. Épitaxie de couche atomique (ALE) : grâce à la technologie de dépôt de couche atomique, les matériaux en couches minces requis sont déposés couche par couche sur un substrat monocristallin.Cette technologie permet de préparer des films monocristallins de grande surface et de haute qualité et est souvent utilisée pour préparer des matériaux et des dispositifs semi-conducteurs composés.
7. Épitaxie à paroi chaude (HWE) : Grâce à un chauffage à haute température, des réactifs gazeux sont déposés sur un substrat monocristallin pour former un film monocristallin.Cette technologie convient également à la préparation de films monocristallins de grande surface et de haute qualité, et est particulièrement utilisée dans la préparation de matériaux et de dispositifs semi-conducteurs composés.
Heure de publication : 06 mai 2024