Под термином «эпитаксия» подразумевается процесс выращивания тонкого монокристаллического слоя непосредственно на монокристаллической подложке. В процессе осуществления данного действия материалом для подложки является затравочный кристалл. При идентичности материалов подложки и получаемого слоя, осуществляется автоэпитаксиальный процесс. При различии материалов подложки и слоя, процесс называется гетероэпитаксиальным.
Химическая пучковая эпитаксия представляет собой важный процесс с целью осаждения полупроводниковых слоев, особенно полупроводниковой системы. Эта форма эпитаксиального роста выполняется в системе под воздействием сверхвысокого вакуума. Реагенты находятся в форме молекулярных пучков реактивных газов, как правило, в виде гидрида или металлоорганического соединения. Термин химической пучковой эпитаксии часто используется взаимозаменяемо с металлоорганической молекулярно-лучевой эпитаксией (МЛЭ). Однако номенклатура может разделить несколько процессов. При использовании в строгом смысле данного метода, происходит получение газообразных источников. Молекулярно лучевая эпитаксия относится к методу, в котором компонент третьей группы получается из газообразного источника и компонента четвертой группы из твердого источника.
Инновационная система вакуумного блокирования, позволяет быстро нагружать подложки для роста кристаллов молекулярно-лучевой эпитаксии. Субстраты вводят через отдельную загруженную камеру с независимой откачкой, поддерживая основную камеру роста под вакуумом, тем самым образом минимизируя загрязнение источников испарения и уменьшая время простоя системы между последовательными циклами роста. Конструкция позволяет проводить дегазацию субстратов перед их вставкой в камеру для роста и имеет положения для последующего добавления отдельного распыления или химического травления.
Эпитаксия кремния
Эпитаксию обычно проводят путем химического осаждения из паровой фазы, что в основном представляет собой процесс, который образующий нелетучую твердую пленку на подложке при обеспечении реакции в потоке парогазовой смеси при достижении высокой температуры. Для эпитаксиального осаждения имеются четыре основных химических источника кремния: 1) тетрахлорид кремния (SiCl4); 2) трихлорсилан (SiHCl3); 3) дихлорсилан (SiH2Cl2); и 4) силана (SiH4).
Поскольку данный процесс связан с химическими реакциями, использование уравнений химических реакций является хорошим способом описания роста эпитаксиальных слоев. Фактически, каждый упомянутый выше химический источник может быть описан общим уравнением реакции, которое показывает, как парофазные реагенты образуют кремниевую эпитаксиальную пленку. Например, общая реакция кремниевой эпитаксии на реакцию силана может быть указана в таблице следующим образом: SiH4 -> Si + 2H2.
Следует, однако, отметить, что такие уравнения для всех реакций не дают полной картины того, что эпитаксиальное выращивание действительно возникает во время данного процесса, особенно в отношении того, как реагенты на основе газовой фазы действительно взаимодействуют или как существуют эпи-разновидности адсорбированных на поверхности подложки.
Особенности газовой эпитаксии
Под методом газовой эпитаксии можно выделить графиты МПГ-6 и МПГ-8. Они служая для очистки и дегазации в вакууме. В процессе получения эпитаксиальной пленки кремния применяются устройства в качестве нагревателей, лодочек, дисков и др. Подобную пленку в основном используют для производства электролюминесцентных дисплеев.