การเจริญเติบโตของเยื่อบุผิวคืออะไร?

การเติบโตแบบอีพิโทเซียลเป็นเทคโนโลยีที่ขยายชั้นผลึกเดี่ยวบนซับสเตรตของผลึกเดี่ยว (ซับสเตรต) โดยมีการวางแนวของคริสตัลเหมือนกับซับสเตรต ราวกับว่าคริสตัลดั้งเดิมขยายออกไปด้านนอก ชั้นผลึกเดี่ยวที่ปลูกใหม่นี้อาจแตกต่างจากซับสเตรตในแง่ของประเภทการนำไฟฟ้า ความต้านทาน ฯลฯ และสามารถขยายผลึกเดี่ยวหลายชั้นได้ด้วยความหนาและข้อกำหนดที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบอุปกรณ์และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างมาก นอกจากนี้ กระบวนการเอพิแทกเซียลยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการแยกจุดเชื่อมต่อ PN ในวงจรรวม และในการปรับปรุงคุณภาพวัสดุในวงจรรวมขนาดใหญ่

การจำแนกประเภทของ epitaxy นั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันของสารตั้งต้นและชั้น epitaxis และวิธีการเติบโตที่แตกต่างกัน

ตามองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน การเจริญเติบโตของเยื่อบุผิวสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท:

1. โฮโมอีพิแอกเซียล:

ในกรณีนี้ชั้น epitaxis มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกับสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น ชั้นซิลิกอนเอพิเทเชียลจะเติบโตโดยตรงบนพื้นผิวซิลิกอน

2. เฮเทอโรพีแทกซี:

ในที่นี้องค์ประกอบทางเคมีของชั้น epitaxis นั้นแตกต่างจากของซับสเตรต ตัวอย่างเช่น ชั้นเอพิเทเชียลของแกลเลียมไนไตรด์ถูกปลูกไว้บนซับสเตรตแซฟไฟร์

ตามวิธีการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีการเจริญเติบโตของ epitaxis ยังสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ:

1. Epitaxy ลำแสงโมเลกุล (MBE):

นี่คือเทคโนโลยีสำหรับการปลูกฟิล์มบางผลึกเดี่ยวบนพื้นผิวผลึกเดี่ยว ซึ่งทำได้โดยการควบคุมอัตราการไหลของลำแสงโมเลกุลและความหนาแน่นของลำแสงในสุญญากาศสูงพิเศษอย่างแม่นยำ

2. การสะสมไอสารเคมีโลหะ-อินทรีย์ (MOCVD):

เทคโนโลยีนี้ใช้สารประกอบโลหะ-อินทรีย์และรีเอเจนต์ที่เป็นเฟสก๊าซเพื่อทำปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างวัสดุฟิล์มบางที่ต้องการ มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในการเตรียมวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม

3. Epitaxy เฟสของเหลว (LPE):

ด้วยการเติมวัสดุของเหลวลงในซับสเตรตคริสตัลเดี่ยวและดำเนินการบำบัดความร้อนที่อุณหภูมิที่กำหนด วัสดุของเหลวจะตกผลึกเป็นฟิล์มคริสตัลเดี่ยว ฟิล์มที่เตรียมโดยเทคโนโลยีนี้เข้าคู่กับพื้นผิวตาข่ายและมักใช้ในการเตรียมวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม

4. Epitaxy เฟสไอ (VPE):

ใช้สารตั้งต้นที่เป็นก๊าซเพื่อทำปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างวัสดุฟิล์มบางที่ต้องการ เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับการเตรียมฟิล์มผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่ และมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในการเตรียมวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม

5. เยื่อบุผิวลำแสงเคมี (CBE):

เทคโนโลยีนี้ใช้ลำแสงเคมีเพื่อสร้างฟิล์มผลึกเดี่ยวบนพื้นผิวผลึกเดี่ยว ซึ่งทำได้โดยการควบคุมอัตราการไหลของลำแสงเคมีและความหนาแน่นของลำแสงอย่างแม่นยำ มีการใช้งานที่หลากหลายในการเตรียมฟิล์มบางผลึกเดี่ยวคุณภาพสูง

6. Epitaxy ชั้นอะตอม (ALE):

ด้วยการใช้เทคโนโลยีการตกสะสมของชั้นอะตอม วัสดุฟิล์มบางที่ต้องการจะถูกสะสมทีละชั้นบนพื้นผิวผลึกเดี่ยว เทคโนโลยีนี้สามารถเตรียมฟิล์มผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่ และมักใช้ในการเตรียมวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม

7. เยื่อบุผนังร้อน (HWE):

ด้วยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง สารตั้งต้นที่เป็นก๊าซจะสะสมอยู่บนพื้นผิวผลึกเดี่ยวเพื่อสร้างฟิล์มผลึกเดี่ยว เทคโนโลยีนี้ยังเหมาะสำหรับการเตรียมฟิล์มผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้ในการเตรียมวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม