EPI エピタキシャル炉とは何ですか? - ヴェテック・セミコンダクター

エピタキシャル炉は、半導体材料を製造するために使用される装置です。その動作原理は、高温高圧下で基板上に半導体材料を堆積することです。

シリコンエピタキシャルの成長とは、特定の結晶の方向を備えたシリコン単結晶基質と、基質と同じ結晶方向の抵抗率と異なる厚さを備えた格子構造の完全性を持つ結晶の層を成長させることです。

エピタキシャル成長の特性：

●低（高）耐性基質上の高（低）耐性エピタキシャル層のエピタキシャル成長

●P（N）タイプ基板上のN（P）タイプのエピタキシャル層のエピタキシャル成長

● マスク技術と組み合わせて、指定された領域にエピタキシャル成長を実行します

●ドーピングの種類と濃度は、エピタキシャルの成長中に必要に応じて変更できます

● さまざまな成分と極薄層を含む、異種多層多成分化合物の成長

●原子レベルのサイズの厚さ制御を実現します

●単結晶に引き込むことができない材料を栽培する

半導体離散コンポーネントと積分回路製造プロセスには、エピタキシャル成長技術が必要です。半導体にはn型およびp型不純物が含まれているため、さまざまな種類の組み合わせにより、半導体デバイスと統合回路にはさまざまな機能があり、エピタキシャル成長技術を使用することで簡単に実現できます。

シリコンエピタキシャル成長方法は、蒸気相エピタキシー、液相エピタキシー、および固相エピタキシーに分けることができます。現在、化学蒸気堆積の成長法は、結晶の完全性、デバイス構造の多様化、シンプルで制御可能なデバイス、バッチ生産、純度保証、均一性の要件を満たすために、国際的に広く使用されています。

気相エピタキシー

蒸気相エピタキシーは、単結晶シリコンウェーハの単結晶層を再成長させ、元の格子遺伝を維持します。蒸気相エピタキシー温度は、主にインターフェイスの品質を確保するために低くなります。蒸気相エピタキシーはドーピングを必要としません。品質に関しては、蒸気相エピタキシーは良好ですが、遅いです。

化学気相エピタキシーに使用される装置は、通常、エピタキシャル成長炉と呼ばれます。通常、気相制御システム、電子制御システム、反応器本体、排気システムの 4 つの部分で構成されます。

シリコンエピタキシャル成長装置には反応室の構造により横型と縦型の2種類があります。横型はほとんど使用されず、縦型は平板型と樽型に分かれます。縦型エピタキシャル炉では、エピタキシャル成長中にベースが連続回転するため、均一性が良く、生産量が多くなります。

反応器の本体は、高gonalのコーンバレルタイプを備えた高純度のグラファイトベースで、高純度の石英ベルに特別に処理されています。シリコンウェーハはベースに配置され、赤外線ランプを使用して迅速かつ均等に加熱されます。中心軸は回転して、厳密に二重密封された熱耐性および爆発的な構造を形成できます。

機器の実用的な原則は次のとおりです。

● 反応ガスはベルジャー上部のガス入口から反応室に入り、円形に配置された6つの石英ノズルから噴出し、石英バッフルで遮られ、ベースとベルジャーの間を下方に移動し、反応します。高温でシリコンウェーハ表面に堆積・成長し、反応排ガスが底部から排出されます。

● 温度分布 2061 加熱原理：誘導コイルに高周波と大電流を流し、渦磁場を形成します。ベースは導体であり、渦磁場の中にあると誘導電流が発生し、その電流によってベースが加熱されます。

気相エピタキシャル成長は、単結晶上の単結晶相に対応する結晶の薄層の成長を達成するための特定のプロセス環境を提供し、単結晶沈み込みの機能化のための基本的な準備を行います。特殊なプロセスにより、成長した薄層の結晶構造は単結晶基板の連続であり、基板の結晶方位と対応関係を維持します。

半導体科学技術の開発において、蒸気相エピタキシーが重要な役割を果たしてきました。この技術は、Si半導体デバイスと統合回路の工業生産に広く使用されています。

気相エピタキシャル成長法

エピタキシャル装置で使用されるガス：

●一般的に使用されるシリコンソースは、SIH4、SIH2CL2、SIHCL3、およびSICL4です。その中でも、SIH2CL2は室温のガスで、使いやすく、反応温度が低くなっています。これは、近年徐々に拡大されているシリコンソースです。 SIH4もガスです。シランエピタキシーの特性は、反応温度が低く、腐食性ガスなしであり、急な不純物分布のあるエピタキシャル層を得ることができます。

●SIHCL3とSICL4は室温の液体です。エピタキシャルの成長温度は高くなっていますが、成長速度は高速で、浄化が容易で、安全に使用できるため、より一般的なシリコン源です。 SICL4はほとんどが初期に使用されており、SIHCL3とSIH2CL2の使用は最近徐々に増加しています。

● SiCl4などのシリコン源の水素還元反応とSiH4の熱分解反応の△Hは正、つまり温度を上げるとシリコンの析出が促進されるため、反応器を加熱する必要があります。加熱方法には主に高周波誘導加熱と赤外線加熱があります。通常、シリコン基板を設置するための高純度グラファイト製の台座を石英またはステンレス鋼の反応チャンバー内に設置します。シリコンエピタキシャル層の品質を確保するために、グラファイト台座の表面にSiCをコーティングしたり、多結晶シリコン膜を堆積したりする。

関連メーカー：

● 国際: 米国の CVD Equipment Company、米国の GT Company、フランスの Soitec Company、フランスの AS Company、米国の Proto Flex Company、米国の Kurt J. Lesker Company、米国の Applied Materials Company米国。

● 中国: 第 48 回中国電子技術グループ研究院、青島彩瑞達、合肥柯京材料技術有限公司、Deals Semiconduor Technology Co。、Ltd、北京Jinsheng Micronano、Jinan Liguan Electronic Technology Co.、Ltd。

液相エピタキシー

主な用途:

液相エピタキシャル成長装置は、主に化合物半導体デバイスの製造工程におけるエピタキシャル膜の液相エピタキシャル成長に使用され、光電子デバイスの開発・生産における重要なプロセス装置です。

技術的特徴:

●高度な自動化。ロードとアンロードを除き、プロセス全体が産業用コンピューター制御によって自動的に完了します。

● プロセス操作はマニピュレーターによって完了できます。

● マニピュレータ動作の位置決め精度は0.1mm未満です。

● 炉の温度は安定しており、再現性があります。恒温域の精度は±0.5℃以上です。冷却速度は0.1～6℃/minの範囲で調整可能です。一定温度ゾーンは、冷却プロセス中の良好な平坦性と良好な傾斜直線性を備えています。

● 完璧な冷却機能。

●包括的で信頼できる保護機能。

●高い機器の信頼性と優れたプロセスの再現性。

Vetek Semiconductor は、中国のエピタキシャル装置の専門メーカーおよびサプライヤーです。当社の主なエピタキシャル製品には、CVD SICコーティングバレル受容器, SiC コーティングされたバレル サセプタ, EPIのSICコーティンググラファイトバレル受容器、 CVD SICコーティングウェーハEPI受容器, グラファイト回転レシーバーなど。VetekSemiconductorは、半導体エピタキシャル処理のための高度な技術と製品ソリューションの提供に長い間取り組んでおり、カスタマイズされた製品サービスをサポートしています。中国であなたの長期パートナーになることを心から楽しみにしています。

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