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TEMA 3
Tecnología y fabricación de CIs

Técnicas de Crecimiento, EPITAXIAL

Tema 3. Tecnología y Fabricación de CIs
I. Crecimiento EPITAXIAL : Introducción
EPITAXIA: es el crecimiento ordenado de una capa monocristalina que mantiene una relación definida con respecto al substrato cristalino inferior. EPI: sobre TAXIS: ordenación

Substrato de partida

Substrato más Capa epitaxialUtilidad del crecimiento epitaxial fabricación de capas semiconductoras de calidad. Para muchas aplicaciones la oblea es únicamente un soporte mecánico
Sobre ella se crecen una o más capas de un material que preserva la estructura del monocristal y de conductividad apropiada (epitaxia) La epitaxia es un modo de controlar de manera precisa el perfil de dopaje para optimizar dispositivos ycircuitos y el grosor de la capa epitaxial puede variar desde 0.1 µm hasta 100 µm según la aplicación
De menor espesor para aplicaciones de alta velocidad De mayor espesor para aplicaciones de potencia

Se caracteriza por realizarse a temperatura inferior a la de fusión del material Ejemplo: crecimiento epitaxial: región p (base del transistor bipolar y región central del MOSFET)
mjmm@usal.es Tema 3. Tecnología y Fabricación de CIs
I. Crecimiento EPITAXIAL : Introducción
EPITAXIA: es el crecimiento ordenado de una capa monocristalina que mantiene una relación definida con respecto al substrato cristalino inferior.

Substrato de partida

Substrato más Capa epitaxial

Ejemplo: crecimiento epitaxial: región p (base del transistor bipolar y región central del MOSFET)
mjmm@usal.es Tema 3. Tecnología y Fabricación de CIs
I. Crecimiento EPITAXIAL : Introducción
El crecimiento epitaxial, puede dividirse en dos categorías muy amplias:
Homoepitaxia: la capa que se crece es químicamente similar al substrato:
Es la epitaxia más simple e involucra la extensión de la red del substrato en una red de material idéntico (autoepitaxia u homoepitaxia), Si sobre Si GaAs sobre GaAs.AlGaAs sobre GaAs: hay una desadaptación de la constante de red del 0.13 % (homoepitaxia)

Heteroepitaxia: la capa que se crece difiere en términos químicos, estructura cristalina, simetría o parámetros de red con respecto al substrato.
Materiales III-V ternarios o cuaternarios sobre GaAs (AlGaAs sobre GaAs, GaN sobre SiC) GaAs sobre Si: existe un 4.5 % de desadaptación en la constante de redSilicon on Insulator (SOI) Silicon on Shaphire (SOS)

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Tema 3. Tecnología y Fabricación de CIs
I. Crecimiento EPITAXIAL : Introducción
tecnología

Interés de las técnicas epitaxiales:
El crecimiento epitaxial, es una técnología estandard en la fabricaicón de dispositivos de Silicio. Permite la fabricación de dispositivos eléctrónicos y fotónicos extraordinariamenteavanzados.
Tecnología de crecimiento de heteroestructuras láser Tecnologías de semiconductores para diseño de circuitos integrados Crecimiento de dispositivos y estructuras semiconductoras
Fotodetectores Fotodiodos Transistores de alta frecuencia Permite la fabricación de materiales cristales sobre película delgada.

El control extremo del espesor en los métodos epitaxiales actuales permite elestudio de fenómenos químicos y físicos.

Útiles a la búsqueda de nuevos materiales semiconductores: de investigación

nivel

ciencia

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Tema 3. Tecnología y Fabricación de CIs
I. Crecimiento EPITAXIAL : Introducción
Clasificación de las técnicas de crecimiento epitaxial Todas ellas basadas en el transporte físico del material semiconductor hacia la oblea calentada (en faselíquida, en fase de vapor, etc.)
Técnica VPE: epitaxia en fase de vapor Su forma más genérica es la CVD (chemical vapor deposition) que no sólo sirve para realizar el crecimiento del monocristal sino también para depositar otro tipo de películas (aislantes y conductoras)

LPE (liquid phase epitaxy): epitaxia desde la fase líquida MBE (molecular beam epitaxy): epitaxia de haces moleculares...
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