外延工艺方法-Silicon Based Epitaxial Thin Films

摘要：外延被定义为“一种晶体物质在另一种晶体物质上的规则取向生长”。同质外延（在与衬底相同材料上生长外延层）和异质外延（在与衬底不同的材料上生长外延层）这两种工艺都用于半导体器件制造。根据界面条件和晶格参数，异质外延膜可以形成应变或弛豫的晶格结构。

Silicon Based Epitaxial Thin Films

什么是外延工艺

外延被定义为“一种晶体物质在另一种晶体物质上的规则取向生长”。同质外延（在与衬底相同材料上生长外延层）和异质外延（在与衬底不同的材料上生长外延层）这两种工艺都用于半导体器件制造。根据界面条件和晶格参数，异质外延膜可以形成应变或弛豫的晶格结构。

膜中的应变可以是双轴的或单轴的，这取决于不同材料在器件中的排列方式。

外延膜可以通过多种不同的方法形成，包括蒸发、溅射、分子束外延、液相外延和化学气相外延。

关键要点

外延工艺可以在同种材料的衬底上生长出更高纯度的层。在外延过程中，生长的方向由底层晶体决定。外延工艺影响器件的质量、特性、电学性能等。

目标

在外延工艺中，目标是使电子通过器件的传输更加有效。在外延工艺中，目标是使电子通过器件的传输更加有效。在半导体器件的构建中，外延层被包含在内，以细化并使结构均匀化。

工艺

外延工艺允许在同种材料的衬底上生长出更高纯度的层。在某些半导体材料中，如HBT或MOSFET，外延工艺被用于生长与衬底不同的材料层。正是外延工艺使得在高掺杂材料层上生长低掺杂密度层成为可能。

外延影响因素

1影响因素

温度：影响外延生长速率和外延层密度。外延工艺所需的温度高于室温，具体值取决于外延类型。压力：影响外延生长速率和外延层密度。缺陷：外延中的缺陷会导致晶圆出现故障。为了实现无缺陷的外延层生长，应维持外延工艺所需的物理条件。期望位置：外延生长应在晶体的正确位置上进行。应适当覆盖那些需要排除在外延工艺之外的区域，以防止生长。自掺杂：由于外延工艺在高温下进行，掺杂原子可能会导致材料发生变化。

外延生长的密度是指在外延生长层中单位体积内材料的原子数量。温度、压力和半导体衬底的类型等因素会影响外延生长。通常，外延层的密度会随着上述因素的变化而变化。外延层生长的速度称为外延生长速率。如果外延生长的位置和方向正确，生长速率会较高，反之则较低。与外延层密度类似，外延生长速率也依赖于温度、压力和衬底材料类型等物理因素。外延生长速率在高温和低压下会增加。外延生长速率还取决于衬底结构的方向、反应物的浓度以及所采用的生长技术。

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