Эпитаксиальные процессы в технологии материалов электронной техники

Термин «эпитаксия» происходит от 2-х греческих слов эпи - «на» и глагола «таксис» - «располагать в порядке» и означает ориентированное наращивание, в результате которого образующаяся новая фаза закономерно продолжающая кристаллическую решетку подложки.

В современной микроэлектронике процессы эпитаксии занимают одно из ведущих мест, увеличивая выход годных изделий в планарной технологии в 4-5 раз (до 97-98%). Используется для наращивания Si, Ge, SiC, A^IIIB^V, KPT, сложных полупроводниковых структур.

По природе взаимодействия «подложка - растущая кристаллическая фаза» эпитаксиальные процессы подразделяются на:

• автоэпитаксию (гомоэпитаксию)- процесс наращивания вещества, одинакового по структуре и химическому составу (отличие может быть в уровне легирования);

• гетероэпитаксию - процесс наращивания вещества, отличающегося по химическому составу, но подобного по структуре с подложкой;

• хемоэпитаксию – процесс ориентированного наращивания вещества  продукта взаимодействия подложки и исходной фазы. Слой отличается по химическому составу от подложки и среды, но закономерно продолжает структуру подложки;

• реотаксию – наращивание кристаллического слоя в условиях, близких к равновесным на подложке как механическом носителе (ни структура, ни химический состав подложки не соответствуют наносимому веществу).

По химической природе вещества в период переноса эпитаксиальные процессы бывают: прямыми (вещество переносится без промежуточных реакций) - вакуумные испытания, сублимация, молекулярная эпитаксия и непрямыми (вещество переносится вступая в химическую реакцию и образуя промежуточную фазу) – пиролиз, окисление, восстановление, диспропорционирование, химический синтез.

По агрегатному состоянию исходной фазы все эпитаксиальные процессы делятся на 1) газофазные (парофазные)  газофазная эпитаксия; 2) жидкофазные  жидкофазная эпитаксия; 3) эпитаксия в системе пар-жидкость-кристалл (ПЖК) (жидкая фаза представляет собой тонкую промежуточную пленку расплава Cu, Ag, Au, Fe); 4) эпитаксия в твердой фазе. Процесс сводится к перекристаллизации вещества в поверхностном слое твердой фазы или к синтезу его в поверхностном слое с последующей перекристаллизацией.