에피택셜 성장은 기판과 동일한 결정 방향을 가진 단결정 기판(기판) 위에 단결정층을 마치 원래의 결정이 바깥쪽으로 뻗어나간 것처럼 성장시키는 기술이다. 새로 성장한 단결정층은 전도성 유형, 저항률 등이 기판과 다를 수 있으며, 두께와 요구 사항이 다른 다층 단결정을 성장시킬 수 있으므로 장치 설계의 유연성과 장치 성능이 크게 향상됩니다. 또한 에피택셜 공정은 집적 회로의 PN 접합 절연 기술과 대규모 집적 회로의 재료 품질 향상에도 널리 사용됩니다.
에피택시의 분류는 주로 기판과 에피택셜 층의 다양한 화학적 조성과 다양한 성장 방법을 기반으로 합니다.
다양한 화학 조성에 따라 에피택셜 성장은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. 호모에피택셜: 이 경우 에피택셜층은 기판과 동일한 화학적 조성을 갖습니다. 예를 들어, 실리콘 에피택셜 층은 실리콘 기판 위에 직접 성장됩니다.
2. 헤테로에피택시(Heteroepitaxy): 여기서 에피택셜층의 화학적 조성은 기판의 화학적 조성과 다릅니다. 예를 들어, 사파이어 기판 위에 질화갈륨 에피택셜 층을 성장시킨다.
다양한 성장 방법에 따라 에피택셜 성장 기술도 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. 분자빔 에피택시(MBE): 단결정 기판에 단결정 박막을 성장시키는 기술로, 초고진공 상태에서 분자빔 유속과 빔 밀도를 정밀하게 제어함으로써 달성된다.
2. 금속-유기 화학 기상 증착(MOCVD): 이 기술은 금속-유기 화합물과 기상 시약을 사용하여 고온에서 화학 반응을 수행하여 필요한 박막 재료를 생성합니다. 이는 화합물 반도체 재료 및 장치 제조에 폭넓게 적용됩니다.
3. 액상 에피택시(LPE): 단결정 기판에 액체 물질을 첨가하고 일정 온도에서 열처리를 하면 액체 물질이 결정화되어 단결정막을 형성합니다. 이 기술로 준비된 필름은 기판과 격자 정합되어 화합물 반도체 재료 및 장치를 준비하는 데 자주 사용됩니다.
4. 기상 에피택시(VPE): 기체 반응물을 활용하여 고온에서 화학 반응을 수행하여 필요한 박막 재료를 생성합니다. 이 기술은 대면적, 고품질 단결정 필름 제조에 적합하며, 특히 화합물 반도체 소재 및 소자 제조에 탁월한 기술이다.
5. CBE(Chemical Beam Epitaxy): 이 기술은 화학빔을 사용하여 단결정 기판에 단결정 필름을 성장시키는 기술로, 화학빔 유속과 빔 밀도를 정밀하게 제어함으로써 달성됩니다. 고품질 단결정 박막 제조에 폭넓게 응용됩니다.
6. 원자층 에피택시(ALE): 원자층 증착 기술을 사용하여 필요한 박막 재료를 단결정 기판에 층별로 증착합니다. 이 기술은 대면적, 고품질의 단결정 필름을 제조할 수 있으며, 화합물 반도체 소재 및 소자 제조에 자주 사용됩니다.
7. 열벽 에피택시(HWE): 고온 가열을 통해 기체 반응물이 단결정 기판에 증착되어 단결정 필름을 형성합니다. 이 기술은 대면적, 고품질 단결정 필름 제조에도 적합하며, 특히 화합물 반도체 재료 및 소자 제조에 사용됩니다.
게시 시간: 2024년 5월 6일