Эпитаксия. Молекулярная и молекулярно лучевая эпитаксия, жидкофазная эпитаксия. Установки эпитаксии

Главная/Газодувки/Эпитаксия. Молекулярная и молекулярно лучевая эпитаксия, жидкофазная эпитаксия. Установки эпитаксии

Эпитаксия. Молекулярная и молекулярно лучевая эпитаксия, жидкофазная эпитаксия. Установки эпитаксии

Навигация:

  1. Молекулярная эпитаксия
  2. Молекулярно-лучевая эпитаксия
  3. Методы эпитаксии
  4. Жидкофазная эпитаксия
  5. Установки эпитаксии
  6. Эпитаксия молекулярных пучков

Эпитаксия это закономерное повышение 1-го кристального элемента в другом, то есть сориентированное повышение 1-го кристаллика в плоскости 2-го (подложки). Определённо, рост абсолютно каждого кристалла возможно квалифицировать как эпитаксиальный: все следующие слои имеют такую же самую ориентированность, как и предыдущие. Выделяют гетеро-эпитаксию, если компоненты подложек и наращивающегося кристаллика не похожи, и гомо-эпитаксию, в случае если они идентичны. Сориентированное выращивание кристаллов в объёме 2-го, называют эндо-эпитаксией.

Беспрепятственное выполнение эпитаксии протекает, если разность постоянных решеток не превышает 12 процентов. В случае если расхождение между сопрягающимися элементами больше, то процесс происходит в плотноупакованных плоскостях и направлениях. При таком варианте, компоненты из какой-то одной решетки не имеют продолжения во 2-ой. Кромки данных обрывистых поверхностей сформировывают области несоответствия.

Эпитаксия совершается аналогичным методом, для того чтобы общая динамичность грани, содержащейся из зон подложка с кристалликом, кристаллик со средой и подложка со средой, обладала самым малым значением. Эпитаксия является одной из базовых операций научно-технического движения полупроводниковых приборов и накопленных методик.

эпитаксия

Молекулярная эпитаксия

Это эпитаксиальное повышение в условиях высокого вакуума. Предоставляет вероятность взращивать гетеро-структуры учрежденного размера с моноатомно-гладенькими гетеро-границами и с введенным видом легирования. В аналогичных агрегатах имеется возможность исследовать качество плёнок (в этом случае получать прямо в камере в период повышения). С целью перемещения эпитаксии необходимы специальные отлично очищенные подложки с атомарногладкой поверхностью.

В основе метода располагается осаждение выкипяченного в молекулярном источнике компонента на кристальную подложку. Несмотря на достаточно простую идею, выполнение данного научно-технического процесса требует весьма сложных промышленных резолюций. Основные условия к технике эпитаксии последующие:

  • Обязательные обстоятельства при работе аппарата, это стабильное поддержание высокого вакуума;
  • Очищенность элементов в ходе улетучивания обязано являться близко к 99%;
  • Обязательное присутствие молекулярного источника, что способен выпаривать тугоплавкое вещество, с присутствием способности регулировки непроницаемости потока вещества.

молекулярная эпитаксия

Молекулярно-лучевая эпитаксия

МЛЭ — тип эпитаксии как 1-го из нанотехнологических методов извлечения полупроводниковых гетероструктур. Любой нагреватель установки МЛЭ содержит тигель, являющийся базой 1-го из элементов пленки. Температура нагревателей обусловливается величиной давления паров испаряемых компонентов, что должно быть важным с целью формирования установленных молекулярных пучков. Испаряемый компонент выносится на подложку в условиях высочайшего вакуума. Нагреватели размещены таким способом, чтобы максимумы распределений интенсивности пучков сталкивались в плоскости подложки. Выбор температуры нагревателей и подложки предоставляет вероятность получать пласты сложного хим. состава. Повышение температуры подложки вплоть до поставленной границы, равно как норма, приводит к повышению характеристики эпитаксиальных оболочек. Дополнительное регулирование процессом наращивания пластов осуществляется с помощью заслонок, пребывающих между нагревателем и подложкой, дозволяющих останавливать или приступать вновь поступление любого из молекулярных пучков поверх подложки.

молекулярно-лучевая эпитаксия

Процесс проводится при атмосферном или пониженном давлении в специальных реакторах отвесного или горизонтального типа. Отклик протекает в плоскости подложек (полупроводниковых пластинок), нагретых вплоть до 400—1200 °C (в взаимосвязи с способом осаждения, скорости перемещения и давления в реакторе). Обогрев подложек осуществляется инфракрасным излучением, индуктивным или резистивным способом. Сокращение температуры перемещения ниже наибольшей с целью сведений установленных факторов осаждения приводит к формированию поликристаллического слоя. С иной стороны, оно дает возможность сократить ширину дифузной переходной области между эпитаксиальным слоем и подложкой, наличие каковой коверкает характеристики получаемых приборов.

Существуют 2 основных способа извлечения эпитаксиальных пластов кремния методом газофазной эпитаксии:

  • Водородное восстановление тетрахлорида кремния, трихлорсилана или дихлорсилана;
  • Пиролитическое разложение моносилана.

Методы эпитаксии

В зависимости от состояния компонента атомов полупроводника и примеси с целью извлечения пленки, различают эпитаксию с газовой, жидкой и твердой фазой.

Эпитаксия с твердой фазы пока что не получила широкого применения.

При эпитаксии с жидкой фазы можно реализовывать увеличение из расплавов частей металлов, полупроводников их сплавов, а помимо этого с солевых расплавов и с жидких электролитов (объединение и антиоксидант галлия).

Практический метод извлечения пластов с газовой фазы. Прокладка из пара при содействии разогретой подложки с различными парогазовыми смесями (это первостепенный метод), хлоридный метод увеличение при хим. содействии разогретой подложки с газовой фазой. Принципиальный метод извлечения эпитаксиальных пластов кремния — хлоридный метод.

Жидкофазная эпитаксия

Эпитаксия с жидкой фазы в основном применяется с целью извлечения обладающих рядом пластов полупроводниковых синтезов. Данный метод вдобавок является основным способом извлечения монокристаллического кремния.

Готовится шихта с компонента наращиваемого слоя, легирующей примеси (обладает вероятность быть дана и в виде газа) и сплава-растворителя, имеющего низкую температуру плавления и очень хорошо растворяющего сырьевые материалы подложки. Операцию проводят в обстоятельстве азота и водорода (с целью восстановления оксидных плёнок в плоскости подложек и расплава) или в вакууме (предварительно воссоздав оксидные плёнки). Расплавление наносится на поверхность подложки, частично растворяя ее и ликвидируя загрязнения и дефекты. В следствии выдержки при максимальной температуре 1000 °С, начинается медленное остывание. Расплав с насыщенного состояния переходит в сверхнасыщенное и избытки полупроводника осаждаются поверх подложки, играющую роль затравки. Присутствуют 3 типа контейнеров с целью исполнения эпитаксии с жидкой фазы: циркулирующий (колеблющийся), пенального типа, шиберного типа.

жидкофазная эпитаксия

Установки эпитаксии

Комплекс состоит с 3 научно-промышленных модулей: приспособление разбора и подготовки подложек, эпитаксии полупроводниковых синтезов и эпитаксии элементарных полупроводников, металлов и диэлектриков. Вакуумно-механическая концепция комплекса включает, кроме этого, приспособление загрузки и выгрузки подложек, концепцию транспорта подложек, концепцию заблаговременной откачки и извлечения высокого вакуума.

С помощью 2- и 5-степенных манипуляторов совершается шлюзовое приток подложек поперечником вплоть до 60 миллиметров, без препятствия вакуума в любую из 3 камер, и их выгрузка в следствие нанесения пленок или структур. В камере для подложки находится ионная пневмопушка с целью доочистки подложки ионным травлением, и оже-профилирования. В камере эпитаксийных полупроводников установлено 6 термических испарителей. В камере элементарных полупроводников расположено 2 термических тигельных испарителя и 2 электронно-радиальных испарителя.

Эпитаксия молекулярных пучков

Простая периодическая среда состоит с чередующихся пластов бесцветных элементов с различными свойствами преломления. Современные достижения в научно-технические процессы выращивания кристаллов, в особенности методом эпитаксии с молекулярных пучков, предоставляют способ выращивать периодические слоистые сферы с очень хорошо контролируемыми периодичностями и толщинами пластов, пригодными нескольким атомным пластам. Распространение валов в периодических слоистых областях изучали многочисленные учёные. В этом случае разрешается извлечь верное заключение волнового уравнения. Подразумевается, что элементы представлены немагнитными.

эпитаксия молекулярных пучков