2.4. Эпитаксия

Эпитаксия – процесс ориентированного роста монокристаллического материала на подложке с той же ориентацией, что и кристалл. Для реализации эпитаксиального роста необходимо, чтобы поверхность пластины обладала достаточным числом затравочных центров. Такие центры создаются, например, предварительной обработкой поверхности пластины кремния газообразным HCl и вытравливанием в ней слоя Si толщиной 0,2-1,0 мкм вместе с любыми дефектами кристалла, способными нарушить собственно процесс эпитаксии.

Метод эпитаксии имеет следующие преимущества:

• равномерное распределение примеси в слое (такое распределение невозможно достичь в процессе диффузии);

• ускорение диффузии при получении многослойных структур;

• упрощение операций изоляции элементов ИС;

• сокращение длительности операций получения элементов ИС.

Методы эпитаксии подразделяются на прямые (нанесение слоя осуществляется без промежуточных химических реакций путем испарения из жидкой фазы) и косвенные (используется разложение паров наносимого элемента, например, хлоридный метод).

Хлоридный метод получения эпитаксиальных слоев распространен наиболее широко, поскольку с ростом температуры растет скорость наращивания эпитаксиального слоя.

Кроме хлоридного метода в практике используют силановый метод эпитаксиального роста слоев. В основе этого метода лежит пиролиз SiH₄ при Т = 1050-1150^оC. Полученные силановым методом эпитаксиальные слои более совершенны по структуре и свойствам.

Для эпитаксиального наращивания слоев обычно используется установка, изображенная на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Схема эпитаксиальной установки (хлоридный метод)