O que é um forno epitaxial EPI? - Semicondutor VeTek

Um forno epitaxial é um dispositivo usado para produzir materiais semicondutores. Seu princípio de funcionamento é depositar materiais semicondutores em um substrato sob alta temperatura e alta pressão.

O crescimento epitaxial de silício consiste em fazer crescer uma camada de cristal com boa integridade de estrutura de rede em um substrato de cristal único de silício com uma certa orientação de cristal e uma resistividade da mesma orientação de cristal do substrato e espessura diferente.

Características do crescimento epitaxial:

●  Crescimento epitaxial da camada epitaxial de alta (baixa) resistência em substrato de baixa (alta) resistência

●  Crescimento epitaxial da camada epitaxial tipo N (P) em substrato tipo P (N)

●  Combinado com a tecnologia de máscara, o crescimento epitaxial é realizado em uma área específica

●  O tipo e a concentração do doping podem ser alterados conforme necessário durante o crescimento epitaxial

●  Crescimento de compostos heterogêneos, multicamadas e multicomponentes com componentes variáveis ​​e camadas ultrafinas

●  Obter controle de espessura e tamanho em nível atômico

●  Cultive materiais que não podem ser transformados em monocristais

Componentes discretos de semicondutores e processos de fabricação de circuitos integrados requerem tecnologia de crescimento epitaxial. Como os semicondutores contêm impurezas do tipo N e do tipo P, através de diferentes tipos de combinações, os dispositivos semicondutores e os circuitos integrados têm várias funções, que podem ser facilmente alcançadas usando a tecnologia de crescimento epitaxial.

Os métodos de crescimento epitaxial de silício podem ser divididos em epitaxia em fase de vapor, epitaxia em fase líquida e epitaxia em fase sólida. Atualmente, o método químico de crescimento por deposição de vapor é amplamente utilizado internacionalmente para atender aos requisitos de integridade do cristal, diversificação da estrutura do dispositivo, dispositivo simples e controlável, produção em lote, garantia de pureza e uniformidade.

Epitaxia em fase de vapor

A epitaxia em fase de vapor cresce novamente uma única camada de cristal em uma pastilha de silício de cristal único, mantendo a herança da rede original. A temperatura da epitaxia da fase vapor é mais baixa, principalmente para garantir a qualidade da interface. A epitaxia em fase de vapor não requer dopagem. Em termos de qualidade, a epitaxia em fase vapor é boa, mas lenta.

O equipamento usado para epitaxia química em fase de vapor é geralmente chamado de reator de crescimento epitaxial. Geralmente é composto de quatro partes: um sistema de controle da fase de vapor, um sistema de controle eletrônico, um corpo do reator e um sistema de exaustão.

De acordo com a estrutura da câmara de reação, existem dois tipos de sistemas de crescimento epitaxial de silício: horizontais e verticais. O tipo horizontal raramente é usado e o tipo vertical é dividido em placa plana e barril. Em um forno epitaxial vertical, a base gira continuamente durante o crescimento epitaxial, portanto a uniformidade é boa e o volume de produção é grande.

O corpo do reator é uma base de grafite de alta pureza com um tipo de barril cônico poligonal que foi especialmente tratado suspenso em um sino de quartzo de alta pureza. As pastilhas de silício são colocadas na base e aquecidas de forma rápida e uniforme por meio de lâmpadas infravermelhas. O eixo central pode girar para formar uma estrutura estritamente duplamente selada, resistente ao calor e à prova de explosão.

O princípio de funcionamento do equipamento é o seguinte:

●  O gás de reação entra na câmara de reação pela entrada de gás na parte superior da redoma, é pulverizado por seis bicos de quartzo dispostos em um círculo, é bloqueado pelo defletor de quartzo e se move para baixo entre a base e a redoma, reage em alta temperatura e se deposita e cresce na superfície da pastilha de silício, e o gás residual da reação é descarregado na parte inferior.

●  Distribuição de temperatura 2061 Princípio de aquecimento: uma alta frequência e alta corrente passam pela bobina de indução para criar um campo magnético de vórtice. A base é um condutor que está em um campo magnético de vórtice, gerando uma corrente induzida, e a corrente aquece a base.

O crescimento epitaxial em fase de vapor fornece um ambiente de processo específico para alcançar o crescimento de uma fina camada de cristais correspondente à fase de cristal único em um único cristal, fazendo preparativos básicos para a funcionalização do afundamento de cristal único. Como um processo especial, a estrutura cristalina da camada fina cultivada é uma continuação do substrato monocristalino e mantém uma relação correspondente com a orientação cristalina do substrato.

No desenvolvimento da ciência e tecnologia de semicondutores, a epitaxia em fase de vapor desempenhou um papel importante. Esta tecnologia tem sido amplamente utilizada na produção industrial de dispositivos semicondutores de Si e circuitos integrados.

Método de crescimento epitaxial em fase gasosa

Gases utilizados em equipamentos epitaxiais:

●  As fontes de silício comumente usadas são SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3 e SiCL4. Dentre eles, o SiH2Cl2 é um gás em temperatura ambiente, fácil de usar e com baixa temperatura de reação. É uma fonte de silício que vem sendo ampliada gradativamente nos últimos anos. SiH4 também é um gás. As características da epitaxia do silano são baixa temperatura de reação, ausência de gases corrosivos e pode obter uma camada epitaxial com distribuição acentuada de impurezas.

●  SiHCl3 e SiCl4 são líquidos à temperatura ambiente. A temperatura de crescimento epitaxial é alta, mas a taxa de crescimento é rápida, fácil de purificar e segura de usar, portanto são fontes de silício mais comuns. O SiCl4 era usado principalmente nos primeiros dias, e o uso de SiHCl3 e SiH2Cl2 aumentou gradualmente recentemente.

●  Como o △H da reação de redução de hidrogênio de fontes de silício como o SiCl4 e a reação de decomposição térmica do SiH4 é positivo, ou seja, o aumento da temperatura favorece a deposição de silício, o reator precisa ser aquecido. Os métodos de aquecimento incluem principalmente aquecimento por indução de alta frequência e aquecimento por radiação infravermelha. Normalmente, um pedestal feito de grafite de alta pureza para colocação de substrato de silício é colocado em uma câmara de reação de quartzo ou aço inoxidável. Para garantir a qualidade da camada epitaxial de silício, a superfície do pedestal de grafite é revestida com SiC ou depositada com filme de silício policristalino.

Fabricantes relacionados:

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

●  China: Grupo de Tecnologia Eletrônica do 48º Instituto da China, Qingdao Sairuida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd.,Tecnologia de semicondutores VeTek Co., LTD, Pequim Jinsheng Micronano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

Epitaxia em Fase Líquida

Aplicação principal:

O sistema epitaxia em fase líquida é usado principalmente para o crescimento epitaxial em fase líquida de filmes epitaxiais no processo de fabricação de dispositivos semicondutores compostos e é um equipamento de processo chave no desenvolvimento e produção de dispositivos optoeletrônicos.

Características técnicas:

●  Alto grau de automação. Exceto para carga e descarga, todo o processo é concluído automaticamente pelo controle do computador industrial.

●  As operações do processo podem ser concluídas por manipuladores.

●  A precisão de posicionamento do movimento do manipulador é inferior a 0,1 mm.

●  A temperatura do forno é estável e repetível. A precisão da zona de temperatura constante é melhor que ± 0,5 ℃. A taxa de resfriamento pode ser ajustada na faixa de 0,1~6°C/min. A zona de temperatura constante apresenta boa planicidade e boa linearidade de inclinação durante o processo de resfriamento.

●  Função de resfriamento perfeita.

●  Função de proteção abrangente e confiável.

●  Alta confiabilidade do equipamento e boa repetibilidade do processo.

Vetek Semiconductor é um fabricante e fornecedor profissional de equipamento epitaxial na China. Nossos principais produtos epitaxiais incluemSusceptor de barril revestido de CVD SiC, Susceptor de barril revestido de SiC, Susceptor de barril de grafite revestido de SiC para EPI, Susceptor de Epi Wafer de revestimento CVD SiC, Receptor Rotativo de GrafiteA VeTek Semiconductor está há muito comprometida em fornecer tecnologia avançada e soluções de produtos para processamento epitaxial de semicondutores e oferece suporte a serviços de produtos personalizados. Esperamos sinceramente nos tornar seu parceiro de longo prazo na China.

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