La feuille épitaxienne et son application

La feuille épitaxienne et son application

La feuille épitaxienne (EPI) désigne le film semi-conducteur cultivé sur le substrat, composé principalement de type P, de puits quantiques et de type N.Le principal matériau épitaxial est le nitrure de gallium (GaN) et le matériau de substrat est principalement le saphir.Le silicium, la carbonisation en trois, les puits quantiques généralement pour 5 procédé de production couramment utilisé pour l'épitaxie de phase gazeuse métal-organique (MOCVD), qui est la partie centrale de l'industrie des LED,la nécessité d'une technologie supérieure et d'un investissement en capital plus important.

À l'heure actuelle, il peut être fait sur le substrat de silicium couche épitaxielle ordinaire, couche épitaxielle de structure multicouche, couche épitaxielle à résistance ultra-haute, couche épitaxielle ultra-épaisse,la résistivité de la couche épitaxienne peut atteindre plus de 1000 ohms, et le type conducteur est: P/P++, N/N+, N/N+, N/P/P, P/N/N /N+ et de nombreux autres types.

Les plaquettes épitaxales de silicium sont le matériau de base utilisé pour fabriquer une large gamme de dispositifs semi-conducteurs, avec des applications dans l'électronique grand public, industrielle, militaire et spatiale.

Certaines des applications microélectroniques les plus importantes utilisent plusieurs technologies de processus d'épitaxie du silicium éprouvées en production et standardisées dans l'industrie:

Diode électrique

• Diode de Schottky

• Diodes ultra-rapides

• Diode de Zener

• Diode PIN

• Suppresseur de tension transitoire (TVS)

• et autres

Transistors

• IGBT de puissance

• DMO de puissance

• MOSFET

• Puissance moyenne

• Le signal est faible

• et autres

Circuit intégréCircuit intégré bipolaire

• Le PEME

• Amplificateur

• Microprocesseur

• Microcontrôleur

• Identification par radiofréquence

• et autres

La sélectivité épitaxienne est généralement obtenue en ajustant le taux relatif de dépôt épitaxial et la gravure in situ.Le gaz utilisé est généralement le gaz source en silicium contenant du chlore (Cl) DCS, et la sélectivité de la croissance épitaxiale est réalisée par l'adsorption des atomes Cl sur la surface du silicium dans la réaction est inférieure à celle des oxydes ou des nitrides.Puisque SiH4 ne contient pas d'atomes Cl et a une faible énergie d'activation, il n'est généralement utilisé que dans le processus d'épitaxie totale à basse température.Une autre source de silicium couramment utilisée, le TCS, a une basse pression de vapeur et est liquide à température ambiante, qui doit être importée dans la chambre de réaction par le biais de bulles H2,mais le prix est relativement bon marché, et sa vitesse de croissance rapide (jusqu'à 5 um/min) est souvent utilisée pour faire pousser des couches d'épitaxie en silicium relativement épaisses, qui ont été largement utilisées dans la production de feuilles d'épitaxie en silicium.Parmi les éléments du groupe IV, la constante de réseau de Ge (5.646A) diffère le moins de celle du Si (5.431A), ce qui facilite l'intégration des processus SiGe et Si.La couche monocristalline SiGe formée par Ge dans le monocristalline Si peut réduire la largeur de l'écart de bande et augmenter la fréquence de coupure caractéristique (fT),ce qui le rend largement utilisé dans les appareils de communication sans fil et optique à haute fréquence.En outre, dans les procédés avancés de circuits intégrés CMOS, la contrainte de réseau introduite par le déséquilibre de la constante de réseau (4%) de Ge et de Si sera utilisée pour améliorer la mobilité des électrons ou des trous,pour augmenter le courant de saturation de fonctionnement et la vitesse de réponse du dispositif, qui est en train de devenir un point chaud dans la recherche sur la technologie des circuits intégrés à semi-conducteurs dans divers pays.

  En raison de la faible conductivité électrique du silicium intrinsèque, sa résistivité est généralement supérieure à 200 ohm-cm,et il est généralement nécessaire d'incorporer des impuretés gazeuses (dopant) dans la croissance épitaxienne pour répondre à certaines propriétés électriques du dispositif.Les gaz d'impureté peuvent être divisés en deux types: les gaz d'impureté de type N couramment utilisés comprennent le phosphane (PH3) et l'arsenane (AsH3), tandis que le type P est principalement le bore (B2H6).