¿Qué es un horno epitaxial EPI? - VeTek Semiconductor

Un horno epitaxial es un dispositivo utilizado para producir materiales semiconductores. Su principio de funcionamiento es depositar materiales semiconductores sobre un sustrato a alta temperatura y alta presión.

El crecimiento epitaxial de silicio consiste en hacer crecer una capa de cristal con buena integridad de la estructura reticular sobre un sustrato monocristalino de silicio con una cierta orientación cristalina y una resistividad de la misma orientación cristalina que el sustrato y diferente espesor.

Características del crecimiento epitaxial:

●  Crecimiento epitaxial de una capa epitaxial de alta (baja) resistencia sobre un sustrato de baja (alta) resistencia

●  Crecimiento epitaxial de la capa epitaxial tipo N (P) sobre sustrato tipo P (N)

●  Combinado con la tecnología de mascarilla, el crecimiento epitaxial se realiza en un área específica.

●  El tipo y la concentración de dopaje se pueden cambiar según sea necesario durante el crecimiento epitaxial.

●  Crecimiento de compuestos heterogéneos, multicapa y multicomponente con componentes variables y capas ultrafinas.

●  Lograr un control del espesor del tamaño a nivel atómico

●  Cultivar materiales que no se pueden convertir en cristales individuales.

Los componentes discretos de semiconductores y los procesos de fabricación de circuitos integrados requieren tecnología de crecimiento epitaxial. Debido a que los semiconductores contienen impurezas de tipo N y tipo P, a través de diferentes tipos de combinaciones, los dispositivos semiconductores y los circuitos integrados tienen diversas funciones, que se pueden lograr fácilmente mediante el uso de tecnología de crecimiento epitaxial.

Los métodos de crecimiento epitaxial de silicio se pueden dividir en epitaxia en fase de vapor, epitaxia en fase líquida y epitaxia en fase sólida. En la actualidad, el método de crecimiento por deposición química de vapor se usa ampliamente a nivel internacional para cumplir con los requisitos de integridad del cristal, diversificación de la estructura del dispositivo, dispositivo simple y controlable, producción por lotes, garantía de pureza y uniformidad.

Epitaxia en fase de vapor

La epitaxia en fase de vapor vuelve a hacer crecer una capa de un solo cristal en una oblea de silicio de un solo cristal, manteniendo la herencia de la red original. La temperatura de la epitaxia en fase vapor es más baja, principalmente para garantizar la calidad de la interfaz. La epitaxia en fase vapor no requiere dopaje. En términos de calidad, la epitaxia en fase de vapor es buena, pero lenta.

El equipo utilizado para la epitaxia química en fase de vapor suele denominarse reactor de crecimiento epitaxial. Generalmente se compone de cuatro partes: un sistema de control de la fase de vapor, un sistema de control electrónico, un cuerpo del reactor y un sistema de escape.

Según la estructura de la cámara de reacción, existen dos tipos de sistemas de crecimiento epitaxial de silicio: horizontal y vertical. El tipo horizontal rara vez se utiliza y el tipo vertical se divide en tipos de placa plana y de barril. En un horno epitaxial vertical, la base gira continuamente durante el crecimiento epitaxial, por lo que la uniformidad es buena y el volumen de producción es grande.

El cuerpo del reactor es una base de grafito de alta pureza con un tipo de barril cónico poligonal que ha sido tratado especialmente y suspendido en una campana de cuarzo de alta pureza. Se colocan obleas de silicona sobre la base y se calientan rápida y uniformemente mediante lámparas de infrarrojos. El eje central puede girar para formar una estructura estrictamente doblemente sellada, resistente al calor y a prueba de explosiones.

El principio de funcionamiento del equipo es el siguiente:

●  El gas de reacción ingresa a la cámara de reacción desde la entrada de gas en la parte superior de la campana, sale de seis boquillas de cuarzo dispuestas en círculo, es bloqueado por el deflector de cuarzo y se mueve hacia abajo entre la base y la campana, reacciona a alta temperatura y se deposita y crece en la superficie de la oblea de silicio, y el gas de cola de reacción se descarga en el fondo.

●  Distribución de temperatura 2061 Principio de calentamiento: una corriente alta y de alta frecuencia pasa a través de la bobina de inducción para crear un campo magnético de vórtice. La base es un conductor que se encuentra en un campo magnético de vórtice, genera una corriente inducida y la corriente calienta la base.

El crecimiento epitaxial en fase de vapor proporciona un entorno de proceso específico para lograr el crecimiento de una fina capa de cristales correspondiente a la fase monocristalina sobre un monocristal, realizando preparativos básicos para la funcionalización del hundimiento del monocristal. Como proceso especial, la estructura cristalina de la capa delgada crecida es una continuación del sustrato monocristalino y mantiene una relación correspondiente con la orientación cristalina del sustrato.

En el desarrollo de la ciencia y la tecnología de los semiconductores, la epitaxia en fase de vapor ha desempeñado un papel importante. Esta tecnología se ha utilizado ampliamente en la producción industrial de dispositivos semiconductores y circuitos integrados de Si.

Método de crecimiento epitaxial en fase gaseosa.

Gases utilizados en equipos epitaxiales:

●  Las fuentes de silicio más utilizadas son SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3 y SiCL4. Entre ellos, el SiH2Cl2 es un gas a temperatura ambiente, fácil de usar y tiene una temperatura de reacción baja. Es una fuente de silicio que se ha ido ampliando paulatinamente en los últimos años. SiH4 también es un gas. Las características de la epitaxia de silano son una baja temperatura de reacción, sin gases corrosivos y puede obtener una capa epitaxial con una distribución pronunciada de impurezas.

●  SiHCl3 y SiCl4 son líquidos a temperatura ambiente. La temperatura de crecimiento epitaxial es alta, pero la tasa de crecimiento es rápida, fácil de purificar y segura de usar, por lo que son fuentes de silicio más comunes. SiCl4 se usaba principalmente en los primeros días, y el uso de SiHCl3 y SiH2Cl2 ha aumentado gradualmente recientemente.

●  Dado que el △H de la reacción de reducción de hidrógeno de fuentes de silicio como SiCl4 y la reacción de descomposición térmica de SiH4 es positivo, es decir, el aumento de la temperatura favorece la deposición de silicio, es necesario calentar el reactor. Los métodos de calentamiento incluyen principalmente calentamiento por inducción de alta frecuencia y calentamiento por radiación infrarroja. Por lo general, se coloca un pedestal hecho de grafito de alta pureza para colocar el sustrato de silicio en una cámara de reacción de cuarzo o acero inoxidable. Para garantizar la calidad de la capa epitaxial de silicio, la superficie del pedestal de grafito se recubre con SiC o se deposita con una película de silicio policristalino.

Fabricantes relacionados:

●  Internacional: CVD Equipment Company de Estados Unidos, GT Company de Estados Unidos, Soitec Company de Francia, AS Company de Francia, Proto Flex Company de Estados Unidos, Kurt J. Lesker Company de Estados Unidos, Applied Materials Company de Estados Unidos.

●  China: 48.º Instituto del Grupo de Tecnología Electrónica de China, Qingdao Sairuida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd.,VeTek Semiconductor Technology Co., LTD, Beijing Jinsheng Micronano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

Epitaxia en fase líquida

Aplicación principal:

El sistema de epitaxia en fase líquida se utiliza principalmente para el crecimiento epitaxial en fase líquida de películas epitaxiales en el proceso de fabricación de dispositivos semiconductores compuestos, y es un equipo de proceso clave en el desarrollo y producción de dispositivos optoelectrónicos.

Características técnicas:

●  Alto grado de automatización. A excepción de la carga y descarga, todo el proceso se completa automáticamente mediante un control informático industrial.

●  Las operaciones de proceso pueden ser completadas por manipuladores.

●  La precisión de posicionamiento del movimiento del manipulador es inferior a 0,1 mm.

●  La temperatura del horno es estable y repetible. La precisión de la zona de temperatura constante es mejor que ±0,5 ℃. La velocidad de enfriamiento se puede ajustar dentro del rango de 0,1 a 6 ℃/min. La zona de temperatura constante tiene buena planitud y buena linealidad de pendiente durante el proceso de enfriamiento.

●  Función de refrigeración perfecta.

●  Función de protección integral y confiable.

●  Alta confiabilidad del equipo y buena repetibilidad del proceso.

Vetek Semiconductor es un fabricante y proveedor profesional de equipos epitaxiales en China. Nuestros principales productos epitaxiales incluyenSusceptor de barril recubierto de SiC CVD, Susceptor de barril recubierto de SiC, Susceptor de barril de grafito recubierto de SiC para EPI, Susceptor Epi de oblea con revestimiento de SiC CVD, Receptor giratorio de grafito, etc. VeTek Semiconductor se ha comprometido durante mucho tiempo a proporcionar tecnología avanzada y soluciones de productos para el procesamiento epitaxial de semiconductores, y respalda servicios de productos personalizados. Esperamos sinceramente convertirnos en su socio a largo plazo en China.

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