Qu'est-ce qu'un four épitaxial EPI ? - Semi-conducteur VeTek

Un four épitaxial est un appareil utilisé pour produire des matériaux semi-conducteurs. Son principe de fonctionnement est de déposer des matériaux semi-conducteurs sur un substrat sous haute température et haute pression.

La croissance épitaxiale du silicium consiste à faire croître une couche de cristal avec une bonne intégrité de la structure de réseau sur un substrat monocristallin de silicium avec une certaine orientation cristalline et une résistivité de la même orientation cristalline que le substrat et d'épaisseur différente.

Caractéristiques de la croissance épitaxiale :

●  Croissance épitaxiale d'une couche épitaxiale à haute (faible) résistance sur un substrat à faible (haute) résistance

●  Croissance épitaxiale de couche épitaxiale de type N (P) sur substrat de type P (N)

●  Combinée à la technologie des masques, la croissance épitaxiale est réalisée dans une zone spécifiée

●  Le type et la concentration du dopage peuvent être modifiés selon les besoins pendant la croissance épitaxiale

●  Croissance de composés hétérogènes, multicouches et multi-composants avec des composants variables et des couches ultra-minces

●  Obtenir un contrôle d'épaisseur de taille au niveau atomique

●  Cultiver des matériaux qui ne peuvent pas être transformés en monocristaux

Les composants discrets semi-conducteurs et les processus de fabrication de circuits intégrés nécessitent une technologie de croissance épitaxiale. Étant donné que les semi-conducteurs contiennent des impuretés de type N et de type P, grâce à différents types de combinaisons, les dispositifs semi-conducteurs et les circuits intégrés ont diverses fonctions, qui peuvent être facilement réalisées en utilisant la technologie de croissance épitaxiale.

Les méthodes de croissance épitaxiale du silicium peuvent être divisées en épitaxie en phase vapeur, épitaxie en phase liquide et épitaxie en phase solide. À l'heure actuelle, la méthode de croissance par dépôt chimique en phase vapeur est largement utilisée à l'échelle internationale pour répondre aux exigences d'intégrité des cristaux, de diversification de la structure des dispositifs, de dispositif simple et contrôlable, de production par lots, d'assurance de pureté et d'uniformité.

Epitaxie en phase vapeur

L'épitaxie en phase vapeur fait repousser une couche monocristalline sur une plaquette de silicium monocristallin, conservant ainsi l'héritage du réseau d'origine. La température d'épitaxie en phase vapeur est plus basse, principalement pour garantir la qualité de l'interface. L'épitaxie en phase vapeur ne nécessite pas de dopage. En termes de qualité, l’épitaxie en phase vapeur est bonne, mais lente.

L'équipement utilisé pour l'épitaxie chimique en phase vapeur est généralement appelé réacteur de croissance épitaxiale. Il est généralement composé de quatre parties : un système de contrôle de la phase vapeur, un système de contrôle électronique, un corps de réacteur et un système d'échappement.

Selon la structure de la chambre de réaction, il existe deux types de systèmes de croissance épitaxiale du silicium : horizontal et vertical. Le type horizontal est rarement utilisé et le type vertical est divisé en types de plaques plates et de barils. Dans un four épitaxial vertical, la base tourne continuellement pendant la croissance épitaxiale, donc l'uniformité est bonne et le volume de production est important.

Le corps du réacteur est une base en graphite de haute pureté avec un type de fût conique polygonal spécialement traité, suspendu dans une cloche en quartz de haute pureté. Des tranches de silicium sont placées sur la base et chauffées rapidement et uniformément à l'aide de lampes infrarouges. L'axe central peut tourner pour former une structure strictement double scellée, résistante à la chaleur et antidéflagrante.

Le principe de fonctionnement de l'équipement est le suivant :

● Le gaz de réaction entre dans la chambre de réaction par l'entrée de gaz située en haut de la cloche, est pulvérisé par six buses en quartz disposées en cercle, est bloqué par le déflecteur en quartz et se déplace vers le bas entre la base et la cloche, réagit à haute température, il se dépose et se développe sur la surface de la plaquette de silicium, et le gaz résiduaire de réaction est évacué au fond.

●  Distribution de la température 2061 Principe de chauffage : un courant haute fréquence et élevé traverse la bobine d'induction pour créer un champ magnétique vortex. La base est un conducteur qui se trouve dans un champ magnétique vortex, générant un courant induit, et le courant chauffe la base.

La croissance épitaxiale en phase vapeur fournit un environnement de processus spécifique pour réaliser la croissance d'une fine couche de cristaux correspondant à la phase monocristalline sur un monocristal, effectuant ainsi des préparations de base pour la fonctionnalisation du naufrage du monocristal. En tant que processus spécial, la structure cristalline de la couche mince développée est une continuation du substrat monocristallin et maintient une relation correspondante avec l'orientation cristalline du substrat.

Dans le développement de la science et de la technologie des semi-conducteurs, l’épitaxie en phase vapeur a joué un rôle important. Cette technologie a été largement utilisée dans la production industrielle de dispositifs à semi-conducteurs en Si et de circuits intégrés.

Méthode de croissance épitaxiale en phase gazeuse

Gaz utilisés dans les équipements épitaxiaux :

●  Les sources de silicium couramment utilisées sont SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3 et SiCL4. Parmi eux, SiH2Cl2 est un gaz à température ambiante, facile à utiliser et présentant une faible température de réaction. Il s’agit d’une source de silicium qui s’est progressivement développée ces dernières années. SiH4 est aussi un gaz. Les caractéristiques de l'épitaxie au silane sont une faible température de réaction, l'absence de gaz corrosif et la possibilité d'obtenir une couche épitaxiale avec une répartition abrupte des impuretés.

●  SiHCl3 et SiCl4 sont des liquides à température ambiante. La température de croissance épitaxiale est élevée, mais le taux de croissance est rapide, facile à purifier et sûr à utiliser, ce sont donc des sources de silicium plus courantes. Le SiCl4 était principalement utilisé au début, et l’utilisation du SiHCl3 et du SiH2Cl2 a progressivement augmenté récemment.

●  Étant donné que le △H de la réaction de réduction de l'hydrogène des sources de silicium telles que SiCl4 et de la réaction de décomposition thermique de SiH4 est positif, c'est-à-dire que l'augmentation de la température est propice au dépôt de silicium, le réacteur doit être chauffé. Les méthodes de chauffage comprennent principalement le chauffage par induction à haute fréquence et le chauffage par rayonnement infrarouge. Habituellement, un socle en graphite de haute pureté pour placer le substrat de silicium est placé dans une chambre de réaction en quartz ou en acier inoxydable. Afin de garantir la qualité de la couche épitaxiale de silicium, la surface du socle en graphite est recouverte de SiC ou déposée d'un film de silicium polycristallin.

Fabricants associés :

●  International : CVD Equipment Company des États-Unis, GT Company des États-Unis, Soitec Company de France, AS Company de France, Proto Flex Company des États-Unis, Kurt J. Lesker Company des États-Unis, Applied Materials Company de les États-Unis.

●  Chine : 48e Institut chinois de technologie électronique, Qingdao Sairuida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd.,VeTek Semiconductor Technology Co., LTD, Pékin Jinsheng Micronano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

Epitaxie en phase liquide

Application principale :

Le système d'épitaxie en phase liquide est principalement utilisé pour la croissance épitaxiale en phase liquide de films épitaxiaux dans le processus de fabrication de dispositifs semi-conducteurs composés, et constitue un équipement de traitement clé dans le développement et la production de dispositifs optoélectroniques.

Caractéristiques techniques :

● Degré élevé d'automatisation. À l'exception du chargement et du déchargement, l'ensemble du processus est automatiquement complété par un contrôle informatique industriel.

●  Les opérations de processus peuvent être effectuées par des manipulateurs.

●  La précision de positionnement du mouvement du manipulateur est inférieure à 0,1 mm.

●  La température du four est stable et reproductible. La précision de la zone de température constante est meilleure que ±0,5℃. La vitesse de refroidissement peut être ajustée dans la plage de 0,1 à 6 ℃/min. La zone à température constante présente une bonne planéité et une bonne linéarité de la pente pendant le processus de refroidissement.

●  Fonction de refroidissement parfaite.

●  Fonction de protection complète et fiable.

●  Haute fiabilité des équipements et bonne répétabilité des processus.

Vetek Semiconductor est un fabricant et fournisseur professionnel d'équipement épitaxial en Chine. Nos principaux produits épitaxiaux comprennentSuscepteur de corps à revêtement CVD SiC, Suscepteur de baril recouvert de SiC, Suscepteur de baril de graphite enduit de SiC pour EPI, Suscepteur épi de plaquette de revêtement CVD SiC, Récepteur rotatif en graphite, etc. VeTek Semiconductor s'engage depuis longtemps à fournir des technologies et des solutions de produits avancées pour le traitement épitaxial des semi-conducteurs, et prend en charge des services de produits personnalisés. Nous sommes sincèrement impatients de devenir votre partenaire à long terme en Chine.

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