Эпитаксия полупроводниковых слоев

Основные определения

Эпитаксия – процесс выращивания тонких монокристаллических слоев на монокристаллической подложке. От метода Чохральского он принципиально отличается тем, что рост кристалла происходит при температуре ниже температуры плавления.

Эпитаксия – процесс ориентированного наращивания, в результате которого новая фаза продолжает кристаллическую решетку подложки с образованием переходного эпитаксиального слоя. Этот слой способствует когерентному срастанию двух решеток по плоскостям и направлениям со сходной плотностью упаковки атомов.

По типу получаемых структур эпитаксия может быть разделена на три вида: автоэпитаксию, гетероэпитаксию и хемоэпитаксию.

Автоэпитаксия ( или гомоэпитаксия) – процесс ориентированного наращивания кристаллического вещества, очень незначительно отличающегося по составу от вещества подложки. Как правило, это различие лежит в пределах концентрации бедного примесью твердого раствора на основе вещества подложки. В полупроводнике такое различие предполагает разный уровень легирования его соответствующими примесями, обусловливает существенное изменение электрофизических свойств и дает возможность сформировать гомогенный электронно-дырочный переход.

Гетероэпитаксия – процесс ориентированного наращивания вещества, отличающегося по составу от вещества подложки.

Хемоэпитаксия – процесс ориентированного наращивания вещества, в результате которого образование новой фазы происходит при химическом взаимодействии вещества подложки с веществом, поступающим из внешней среды.

По способу получения эпитаксия подразделяется на осаждение из парогазовой смеси и молекулярно - лучевую эпитаксию – конденсацию молекулярных пучков в высоком вакууме.

Эпитаксия позволяет:

· создавать различные типы проводимости в слое и подложке,

· создавать различные профили распределения концентрации примеси и таким образом обеспечивать необходимые параметры многих видов приборов.

Основные преимущества эпитаксиальных слоев перед материалом подложки:

· возможность изменения профиля легирования в приборной структуре в гораздо более широких пределах, чем при использовании диффузии или имплантации в подложке;

·  лучшие физические свойства более приемлимые.