半導體工藝中外延生長是什麼

㈠ 外延生長的原理

生長外延層有多種方法，但採用最多的是氣相外延工藝。圖1為硅(Si)氣相外延的裝置原理圖。氫(H2)氣攜帶四氯化硅(SiCl4)或三氯氫硅(SiHCl3)、硅烷(SiH4)或二氯氫硅(SiH2Cl2)等進入置有硅襯底的反應室，在反應室進行高溫化學反應，使含硅反應氣體還原或熱分解，所產生的硅原子在襯底硅表面上外延生長。其主要化學反應式為（圖一） ，矽片外延生長時，常需要控制摻雜，以保證控制電阻率。N型外延層所用的摻雜劑一般為磷烷(PH3)或三氯化磷(PCl3);P型的為乙硼烷(B2H6)或三氯化硼(BCl3)等。

㈡ 半導體的PN結指的是什麼

採用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體製作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結。PN結具有單向導電性。P是positive的縮寫，N是negative的縮寫，表明正荷子與負荷子起作用的特點。
一塊單晶半導體中 ，一部分摻有受主雜質是P型半導體，另一部分摻有施主雜質是N型半導體時 ，P 型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區稱為PN結。PN結有同質結和異質結兩種。用同一種半導體材料製成的 PN 結叫同質結 ，由禁帶寬度不同的兩種半導體材料製成的PN結叫異質結。製造PN結的方法有合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等。製造異質結通常採用外延生長法。
P型半導體（P指positive，帶正電的）：由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的三價元素組成，會在半導體內部形成帶正電的空穴；
N型半導體（N指negtive，帶負電的）：由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的五價元素組成，會在半導體內部形成帶負電的自由電子。
在 P 型半導體中有許多帶正電荷的空穴和帶負電荷的電離雜質。在電場的作用下，空穴是可以移動的，而電離雜質（離子）是固定不動的 。N 型半導體中有許多可動的負電子和固定的正離子。當P型和N型半導體接觸時，在界面附近空穴從P型半導體向N型半導體擴散，電子從N型半導體向P型半導體擴散。空穴和電子相遇而復合，載流子消失。因此在界面附近的結區中有一段距離缺少載流子，卻有分布在空間的帶電的固定離子，稱為空間電荷區 。P 型半導體一邊的空間電荷是負離子 ，N 型半導體一邊的空間電荷是正離子。正負離子在界面附近產生電場，這電場阻止載流子進一步擴散 ，達到平衡。
在PN結上外加一電壓 ，如果P型一邊接正極 ，N型一邊接負極，電流便從P型一邊流向N型一邊，空穴和電子都向界面運動，使空間電荷區變窄，電流可以順利通過。如果N型一邊接外加電壓的正極，P型一邊接負極，則空穴和電子都向遠離界面的方向運動，使空間電荷區變寬，電流不能流過。這就是PN結的單向導電性。
PN結加反向電壓時 ，空間電荷區變寬 ， 區中電場增強。反向電壓增大到一定程度時，反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流，則電流會大到將PN結燒毀。反向電流突然增大時的電壓稱擊穿電壓。基本的擊穿機構有兩種，即隧道擊穿（也叫齊納擊穿）和雪崩擊穿，前者擊穿電壓小於0.6V，有負的溫度系數，後者擊穿電壓大於0.6V，有正的溫度系數。 PN結加反向電壓時，空間電荷區中的正負電荷構成一個電容性的器件。它的電容量隨外加電壓改變。
根據PN結的材料、摻雜分布、幾何結構和偏置條件的不同，利用其基本特性可以製造多種功能的晶體二極體。如利用PN結單向導電性可以製作整流二極體、檢波二極體和開關二極體，利用擊穿特性製作穩壓二極體和雪崩二極體；利用高摻雜PN結隧道效應製作隧道二極體；利用結電容隨外電壓變化效應製作變容二極體。使半導體的光電效應與PN結相結合還可以製作多種光電器件。如利用前向偏置異質結的載流子注入與復合可以製造半導體激光二極體與半導體發光二極體；利用光輻射對PN結反向電流的調製作用可以製成光電探測器；利用光生伏特效應可製成太陽電池。此外，利用兩個
PN結之間的相互作用可以產生放大，振盪等多種電子功能 。PN結是構成雙極型晶體管和場效應晶體管的核心，是現代電子技術的基礎。在二級管中廣泛應用。
PN結的平衡態,是指PN結內的溫度均勻、穩定,沒有外加電場、外加磁場、光照和輻射等外界因素的作用,宏觀上達到穩定的平衡狀態.

㈢ 半導體硅外延片與LED外延片有什麼區別

半導體硅外延片一般在硅襯底上外延生長硅薄膜，可以是P型或N型，屬於同質外回延答，襯底和外延層失配小，成本低，通常使用PECVD、LPCVD等外延技術，用於製造硅半導體器件；
主流的大功率LED外延片最多使用的是藍寶石襯底（也可以用SiC、GaN或硅襯底），在上面外延生長III-V族化合物半導體全結構，屬於異質外延。一般來說，從下至上包括緩沖層、n型GaN層、GaN或AlGaN pn結（有的含量子阱）、p型窗口層。LED外延片結構較復雜，技術難度大，成本高，使用的是MOCVD或MBE外延技術。
歡迎追問。

㈣ 外延生長的簡介

外延生長技術發展於50年代末60年代初。當時，為了製造高頻大功率器件，需要減小集電極串聯電阻，又要求材料能耐高壓和大電流，因此需要在低阻值襯底上生長一層薄的高阻外延層。外延生長的新單晶層可在導電類型、電阻率等方面與襯底不同，還可以生長不同厚度和不同要求的多層單晶，從而大大提高器件設計的靈活性和器件的性能。外延工藝還廣泛用於集成電路中的PN結隔離技術（見隔離技術）和大規模集成電路中改善材料質量方面。

㈤ 外延生長的工藝進展

為了克服外延工藝中的某些缺點，外延生長工藝已有很多新的進展。①減壓外延：自摻雜現象是使用鹵素化合物作源的外延過程中難以避免的現象，即從基片背面、加熱體表面以及從前片向後片，都會有摻雜劑遷移到氣相而再進入到外延層。自摻雜使外延層雜質濃度不均勻。若將反應管中的壓力降到約 160托,即可有效地減少自摻雜。②低溫外延:為得到襯底與薄外延層之間的突變結,需要降低生長溫度,以減少基片中的雜質向外延層的自擴散。採用He-SiH4分解、SiH2Cl2熱分解以及濺射等方法都可明顯降低溫度。③選擇外延：用於制備某些特殊器件，襯底上有掩模並在一定區域開有窗口，單晶層只在開窗口的區域生長，而留有掩模的區域不再生長外延層。④液相外延：將生長外延層的原料在溶劑中溶解成飽和溶液。當溶液與襯底溫度相同時，將溶液覆蓋在襯底上，緩慢降溫，溶質按基片晶向析出單晶。這種方法常用於外延生長砷化鎵等材料。⑤異質外延：襯底與外延層不是同一種物質，但晶格和熱膨脹系數比較匹配。這樣就能在一個襯底上外延生長出不同的晶膜，如在藍寶石或尖晶石襯底上外延生長硅單晶。⑥分子束外延：這是一種最新的晶體生長技術（圖2）。將襯底置於超高真空腔中，將需要生長的單晶物質按元素不同分別放在噴射爐中。每種元素加熱到適當的溫度,使其以分子流射出,即可生長極薄（甚至是單原子層）的單晶層和幾種物質交替的超晶格結構。

㈥ 做半導體工藝中矽片外延片與單晶CZ晶片有什麼區別

外延復生長技術發展於制20世紀50年代末60年代初，為了製造高頻大功率器件，需要減小集電極串聯電阻。像現在很火的led、mems，應該大多是做外延硅。
cz法做的矽片用途很廣，但是質量上肯定沒法比的，做器件的話頂多也是做基底用。

㈦ 製作半導體器件時，外延和腐蝕是什麼意思

外延就是生長半導體薄膜的技術，腐蝕一般是指化學腐蝕，用於光刻圖像等內場合。其他可容
參見「http://blog.163.com/xmx028@126/」。

㈧ 什麼是多層外延生長

一種多層外延層的生長設備，包括反應室、摻雜元素進口，還包括多個進氣通路以及切換閥。本發明還提供了一種採用上述的設備進行多層外延層的生長方法。本發明的優點在於，採用多個氣體通路，克服了稀釋氣體流量不可調節的問題，只需要操作切換閥既可以獲得具有不同的摻雜元素濃度的氣體，而不需要更換摻雜源，因此簡化了工藝過程，降低對襯底和外延層的污染，並且實現了生長過程中的在位切換，易於控制每一次外延生長的厚度以及摻雜濃度的分布狀態。

㈨ 半導體激光器的外延生長指的是什麼

解：（1）考慮到使3個點光源的3束光分別通過3個透鏡都成實像於P點的要求專，組合透鏡屬所在的平面應垂直於z軸，三個光心O1、O2、O3的連線平行於3個光源的連線，O2位於z軸上，如圖1所示．圖中MM′表示組合透鏡的平面，S′1、S′2、S′3為三個光束中心光線。

㈩ 晶元的外延是什麼意思，和封裝以及襯底有什麼區別

半導體發復光二極體有外延片、制晶元、器件及應用產品，從產業鏈角度看有襯底製作、外延、晶元、器件封裝、應用產品製作，襯底是基底，在襯底生長製作外延片，由外延片經晶元製作工藝產生晶元，再由晶元封裝製作成器件，在由器件封裝成應用產品。襯底製作和外延製作是產業鏈最上游，技術含量較高；晶元製作為產業鏈中游；器件及應用產品製作為產業鏈下游，技術含量較低。