Epitaxial Growth, Epitaxy   에피택셜 성장, 에피텍시 공정

(2020-05-20)

Epitaxial Layer, 에피택셜 층, 에피 층, 계면 결합 층

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[증착]
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[집적공정 참고용어]
결정 성장   1. 결정 성장
  2. 웨이퍼
  3. 에피택셜 성장

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  5. 식각
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  7. 산화
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[증착]
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[집적공정 참고용어]
증착   1. 증착
  2. 에피택셜 성장
  3. 박막
  4. 화학 증착
  5. 스퍼터링

1. 에피택셜 층, 계면 결합 층 (Epitaxial Layer)

  ㅇ 모재(Substrate)를 결정 씨앗으로 삼아 얇게 성장시킨 결정 층
     - 바로 밑 층과 비슷하나 약간 다른 반도체 층을 형성 
        . 주로, 동일 결정구조를 갖도록 단결정 성장시킨 층 (고 순도의 단결정 박막의 성장)


2. 실리콘 성장 기술 구분단결정 성장(Mono Crystal Growing) 기술
     - 원석으로부터 여러 단계를 거쳐 순수 균일 결정(단결정) 덩어리를 성장시키는 법

  ㅇ 단결정 박막(Thin Film)의 증착 기술 : 에피택셜 성장 (Epitaxial Growth)
     - 실리콘 기판(웨이퍼) 위에 기판 결정축을 따라 동일 결정구조단결정 박막 층을 성장시킴
       . 여기서, 기판은 시드 결정(seed crystal) 역할을 하며, 
       . 성장되는 결정은 기판과 같은 결정구조방향성을 가지게 됨
     - 주로, 고 농도 도핑 기판 위에, 저 농도 단결정 박막 층을 형성할 때 많이 쓰임
        . 확산 공정에 의해 도핑 종류(p형 또는 n형), 박막 두께, 저항률 등 조절 가능
        . 두께 : 수 ㎚ ~ 수십 ㎛ , 저항률 : 0.005 ~ 10 Ω㎝
     - 장점 : 균일한 저항률을 갖음


3. 실리콘 에피택셜 성장 방식의 분류

  ㅇ 성장 결정 물질의 다름에 따라
     - 호모 에피텍시(homoepitaxy)  :  성장 결정이 기판(Substrate)과 같은 물질
        . 동일한 화학 조성을 갖음 
        . 例) 단결정 실리콘 기판 위에 단결정 실리콘 박막 형성
     - 헤테로 에피텍시(heteroepitaxy)  :  유사한 결정구조를 갖지만 다른 물질
        . 다른 화학 조성을 갖음 
        . 例) 게르마늄(Ge) 기판 위에 갈륨비소(GaAs) 박막 형성

  ㅇ 성장결정막 원자를 공급하는 방법에 따라
     - 액상 에피텍시 (Liquid Phase Epitaxy,LPE)
        . 모재(Substrate)를 가열하여 증착 재료가 포함된 액상 용액에 접촉시켜 증착됨
        . 서로 다른 용융점을 이용하는 방법
        . 빠른 성장 속도 및 적은 비용 소모
        . 박막 두께 및 물질 조성비의 제어가 어려움
     - 기상 에피텍시 (Vapor Phase Epitaxy,VPE)
        . 증착 재료기체 상(相)으로 표면증착됨
     - 분자빔 에피텍시 (Molecular Beam Epitaxy,MBE)
        . 고 진공 공정으로, 가열 증발을 통해 증기를 발생시키고, 이를 분자빔으로 만들어
          가열된 모재 위에 표면 증착시킴
        . 박막 특성이 우수하고, 박막 두께 및 조성의 제어가 정밀함

  ㅇ 박막 증착 공법 분류
     - 화학 증착 (CVD, Chemical Vapor Reposition)
     - 물리 증착 (PVD, Physical Vapor Depositin)


[결정 성장] 1. 결정 성장 2. 웨이퍼 3. 에피택셜 성장
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