Was ist ein EPI-Epitaxialofen? - VeTek Semiconductor

Ein Epitaxieofen ist ein Gerät zur Herstellung von Halbleitermaterialien. Sein Funktionsprinzip besteht darin, Halbleitermaterialien unter hoher Temperatur und hohem Druck auf einem Substrat abzuscheiden.

Beim Silizium-Epitaxiewachstum geht es darum, eine Kristallschicht mit guter Gitterstrukturintegrität auf einem Silizium-Einkristallsubstrat mit einer bestimmten Kristallorientierung und einem spezifischen Widerstand derselben Kristallorientierung wie das Substrat und unterschiedlicher Dicke wachsen zu lassen.

Merkmale des epitaktischen Wachstums:

●  Epitaxiales Wachstum einer Epitaxieschicht mit hohem (niedrigem) Widerstand auf einem Substrat mit niedrigem (hohem) Widerstand

●  Epitaxiales Wachstum einer Epitaxieschicht vom Typ N (P) auf einem Substrat vom Typ P (N).

●  In Kombination mit der Maskentechnologie wird epitaktisches Wachstum in einem bestimmten Bereich durchgeführt

●  Art und Konzentration der Dotierung können während des epitaktischen Wachstums je nach Bedarf geändert werden

●  Wachstum heterogener, mehrschichtiger Mehrkomponentenverbindungen mit variablen Komponenten und ultradünnen Schichten

●  Erzielen Sie eine Kontrolle der Größendicke auf atomarer Ebene

●  Materialien züchten, die nicht in Einkristalle gezogen werden können

Diskrete Halbleiterkomponenten und Herstellungsprozesse für integrierte Schaltkreise erfordern epitaktische Wachstumstechnologie. Da Halbleiter N-Typ- und P-Typ-Verunreinigungen enthalten, haben Halbleiterbauelemente und integrierte Schaltkreise durch verschiedene Arten von Kombinationen verschiedene Funktionen, die durch den Einsatz epitaktischer Wachstumstechnologie leicht erreicht werden können.

Epitaktische Wachstumsmethoden für Silizium können in Dampfphasenepitaxie, Flüssigphasenepitaxie und Festphasenepitaxie unterteilt werden. Gegenwärtig wird die Wachstumsmethode der chemischen Gasphasenabscheidung international häufig eingesetzt, um die Anforderungen an Kristallintegrität, Diversifizierung der Gerätestruktur, einfache und kontrollierbare Geräte, Chargenproduktion, Reinheitssicherung und Einheitlichkeit zu erfüllen.

Dampfphasenepitaxie

Bei der Dampfphasenepitaxie lässt sich eine Einkristallschicht auf einem Einkristall-Siliziumwafer nachwachsen, wobei die ursprüngliche Gittervererbung erhalten bleibt. Die Temperatur der Dampfphasenepitaxie ist niedriger, hauptsächlich um die Schnittstellenqualität sicherzustellen. Die Dampfphasenepitaxie erfordert keine Dotierung. Qualitativ ist die Dampfphasenepitaxie gut, aber langsam.

Die für die chemische Gasphasenepitaxie verwendete Ausrüstung wird üblicherweise als epitaktischer Wachstumsreaktor bezeichnet. Es besteht im Allgemeinen aus vier Teilen: einem Dampfphasenkontrollsystem, einem elektronischen Kontrollsystem, einem Reaktorkörper und einem Abgassystem.

Je nach Struktur der Reaktionskammer gibt es zwei Arten von Silizium-Epitaxie-Wachstumssystemen: horizontal und vertikal. Der horizontale Typ wird selten verwendet, und der vertikale Typ wird in flache Platten- und Fasstypen unterteilt. In einem vertikalen Epitaxieofen dreht sich die Basis während des Epitaxiewachstums kontinuierlich, sodass die Gleichmäßigkeit gut und das Produktionsvolumen groß ist.

Der Reaktorkörper besteht aus einem hochreinen Graphitsockel mit einem speziell behandelten vieleckigen Kegelzylinder, der in einer hochreinen Quarzglocke aufgehängt ist. Siliziumwafer werden auf die Unterlage gelegt und mittels Infrarotlampen schnell und gleichmäßig erhitzt. Die Mittelachse kann gedreht werden, um eine streng doppelt abgedichtete, hitzebeständige und explosionsgeschützte Struktur zu bilden.

Das Funktionsprinzip der Ausrüstung ist wie folgt:

●  Das Reaktionsgas gelangt über den Gaseinlass oben an der Glasglocke in die Reaktionskammer, sprüht aus sechs kreisförmig angeordneten Quarzdüsen, wird durch die Quarzblende blockiert und bewegt sich zwischen Boden und Glasglocke nach unten, wo es reagiert bei hoher Temperatur und lagert sich auf der Oberfläche des Siliziumwafers ab und wächst dort, und das Reaktionsrestgas wird am Boden abgeführt.

●  Temperaturverteilung 2061 Heizprinzip: Eine hohe Frequenz und ein hoher Strom fließen durch die Induktionsspule, um ein Wirbelmagnetfeld zu erzeugen. Die Basis ist ein Leiter, der sich in einem Wirbelmagnetfeld befindet und einen induzierten Strom erzeugt, der die Basis erwärmt.

Das epitaktische Wachstum in der Dampfphase bietet eine spezifische Prozessumgebung, um das Wachstum einer dünnen Kristallschicht entsprechend der Einkristallphase auf einem Einkristall zu erreichen und so grundlegende Vorbereitungen für die Funktionalisierung des Einkristalls zu treffen. Bei einem besonderen Verfahren ist die Kristallstruktur der gewachsenen dünnen Schicht eine Fortsetzung des Einkristallsubstrats und behält eine entsprechende Beziehung zur Kristallorientierung des Substrats bei.

Bei der Entwicklung der Halbleiterwissenschaft und -technologie hat die Dampfphasenepitaxie eine wichtige Rolle gespielt. Diese Technologie wird häufig in der industriellen Produktion von Si-Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltkreisen eingesetzt.

Verfahren zum epitaktischen Wachstum in der Gasphase

In Epitaxiegeräten verwendete Gase:

●  Die am häufigsten verwendeten Siliziumquellen sind SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3 und SiCL4. Unter ihnen ist SiH2Cl2 bei Raumtemperatur ein Gas, einfach zu verwenden und hat eine niedrige Reaktionstemperatur. Es handelt sich um eine Siliziumquelle, die in den letzten Jahren sukzessive erweitert wurde. SiH4 ist ebenfalls ein Gas. Die Merkmale der Silanepitaxie sind eine niedrige Reaktionstemperatur, kein korrosives Gas und die Möglichkeit, eine Epitaxieschicht mit einer steilen Verunreinigungsverteilung zu erhalten.

●  SiHCl3 und SiCl4 sind bei Raumtemperatur Flüssigkeiten. Die epitaktische Wachstumstemperatur ist hoch, aber die Wachstumsrate ist schnell, leicht zu reinigen und sicher in der Anwendung, sodass sie häufigere Siliziumquellen sind. In der Anfangszeit wurde hauptsächlich SiCl4 verwendet, und die Verwendung von SiHCl3 und SiH2Cl2 hat in letzter Zeit allmählich zugenommen.

●  Da der △H der Wasserstoffreduktionsreaktion von Siliziumquellen wie SiCl4 und der thermischen Zersetzungsreaktion von SiH4 positiv ist, d. h. eine Erhöhung der Temperatur begünstigt die Abscheidung von Silizium, muss der Reaktor beheizt werden. Zu den Heizmethoden gehören hauptsächlich Hochfrequenz-Induktionserwärmung und Infrarotstrahlungserwärmung. Normalerweise wird ein Sockel aus hochreinem Graphit zur Platzierung des Siliziumsubstrats in einer Reaktionskammer aus Quarz oder Edelstahl platziert. Um die Qualität der Silizium-Epitaxieschicht sicherzustellen, wird die Oberfläche des Graphitsockels mit SiC beschichtet oder mit einem polykristallinen Siliziumfilm abgeschieden.

Verwandte Hersteller:

●  International: CVD Equipment Company aus den Vereinigten Staaten, GT Company aus den Vereinigten Staaten, Soitec Company aus Frankreich, AS Company aus Frankreich, Proto Flex Company aus den Vereinigten Staaten, Kurt J. Lesker Company aus den Vereinigten Staaten, Applied Materials Company aus die Vereinigten Staaten.

●  China: Das 48. Institut der China Electronics Technology Group, Qingdao Sairuida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd.,VeTek Semiconductor Technology Co., LTD, Peking Jinsheng Micronano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

Flüssigphasenepitaxie

Hauptanwendung:

Das Flüssigphasen-Epitaxiesystem wird hauptsächlich für das Flüssigphasen-Epitaxiewachstum von Epitaxiefilmen im Herstellungsprozess von Verbindungshalbleiterbauelementen verwendet und ist eine wichtige Prozessausrüstung bei der Entwicklung und Produktion optoelektronischer Bauelemente.

Technische Merkmale:

● Hoher Automatisierungsgrad. Mit Ausnahme des Be- und Entladens wird der gesamte Prozess automatisch durch industrielle Computersteuerung abgeschlossen.

●  Prozessvorgänge können von Manipulatoren durchgeführt werden.

●  Die Positionierungsgenauigkeit der Manipulatorbewegung beträgt weniger als 0,1 mm.

●  Die Ofentemperatur ist stabil und reproduzierbar. Die Genauigkeit der Zone mit konstanter Temperatur ist besser als ±0,5℃. Die Abkühlrate kann im Bereich von 0,1 bis 6℃/min eingestellt werden. Die Zone mit konstanter Temperatur weist während des Abkühlprozesses eine gute Ebenheit und eine gute Steigungslinearität auf.

●  Perfekte Kühlfunktion.

●  Umfassende und zuverlässige Schutzfunktion.

●  Hohe Gerätezuverlässigkeit und gute Prozesswiederholbarkeit.

Vetek Semiconductor ist ein professioneller Hersteller und Lieferant von Epitaxiegeräten in China. Zu unseren wichtigsten Epitaxieprodukten gehörenCVD-SiC-beschichteter Zylindersuszeptor, SiC-beschichteter Zylindersuszeptor, SiC-beschichteter Graphit-Fass-Suszeptor für EPI, CVD-SiC-beschichteter Wafer-Epi-Suszeptor, Rotierender Empfänger aus Graphitusw. VeTek Semiconductor engagiert sich seit langem für die Bereitstellung fortschrittlicher Technologie und Produktlösungen für die Halbleiter-Epitaxieverarbeitung und unterstützt maßgeschneiderte Produktdienstleistungen. Wir freuen uns aufrichtig darauf, Ihr langfristiger Partner in China zu werden.

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