半导体工艺中外延生长是什么

㈠ 外延生长的原理

生长外延层有多种方法，但采用最多的是气相外延工艺。图1为硅(Si)气相外延的装置原理图。氢(H2)气携带四氯化硅(SiCl4)或三氯氢硅(SiHCl3)、硅烷(SiH4)或二氯氢硅(SiH2Cl2)等进入置有硅衬底的反应室，在反应室进行高温化学反应，使含硅反应气体还原或热分解，所产生的硅原子在衬底硅表面上外延生长。其主要化学反应式为（图一） ，硅片外延生长时，常需要控制掺杂，以保证控制电阻率。N型外延层所用的掺杂剂一般为磷烷(PH3)或三氯化磷(PCl3);P型的为乙硼烷(B2H6)或三氯化硼(BCl3)等。

㈡ 半导体的PN结指的是什么

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。P是positive的缩写，N是negative的缩写，表明正荷子与负荷子起作用的特点。
一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质结通常采用外延生长法。
P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴；
N型半导体（N指negtive，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。
在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的 。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。
在PN结上外加一电压 ，如果P型一边接正极 ，N型一边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极，P型一边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过。这就是PN结的单向导电性。
PN结加反向电压时 ，空间电荷区变宽 ， 区中电场增强。反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大。如果外电路不能限制电流，则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称击穿电压。基本的击穿机构有两种，即隧道击穿（也叫齐纳击穿）和雪崩击穿，前者击穿电压小于0.6V，有负的温度系数，后者击穿电压大于0.6V，有正的温度系数。 PN结加反向电压时，空间电荷区中的正负电荷构成一个电容性的器件。它的电容量随外加电压改变。
根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。如利用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和开关二极管，利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管；利用高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管；利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体激光二极管与半导体发光二极管；利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器；利用光生伏特效应可制成太阳电池。此外，利用两个
PN结之间的相互作用可以产生放大，振荡等多种电子功能 。PN结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心，是现代电子技术的基础。在二级管中广泛应用。
PN结的平衡态,是指PN结内的温度均匀、稳定,没有外加电场、外加磁场、光照和辐射等外界因素的作用,宏观上达到稳定的平衡状态.

㈢ 半导体硅外延片与LED外延片有什么区别

半导体硅外延片一般在硅衬底上外延生长硅薄膜，可以是P型或N型，属于同质外回延答，衬底和外延层失配小，成本低，通常使用PECVD、LPCVD等外延技术，用于制造硅半导体器件；
主流的大功率LED外延片最多使用的是蓝宝石衬底（也可以用SiC、GaN或硅衬底），在上面外延生长III-V族化合物半导体全结构，属于异质外延。一般来说，从下至上包括缓冲层、n型GaN层、GaN或AlGaN pn结（有的含量子阱）、p型窗口层。LED外延片结构较复杂，技术难度大，成本高，使用的是MOCVD或MBE外延技术。
欢迎追问。

㈣ 外延生长的简介

外延生长技术发展于50年代末60年代初。当时，为了制造高频大功率器件，需要减小集电极串联电阻，又要求材料能耐高压和大电流，因此需要在低阻值衬底上生长一层薄的高阻外延层。外延生长的新单晶层可在导电类型、电阻率等方面与衬底不同，还可以生长不同厚度和不同要求的多层单晶，从而大大提高器件设计的灵活性和器件的性能。外延工艺还广泛用于集成电路中的PN结隔离技术（见隔离技术）和大规模集成电路中改善材料质量方面。

㈤ 外延生长的工艺进展

为了克服外延工艺中的某些缺点，外延生长工艺已有很多新的进展。①减压外延：自掺杂现象是使用卤素化合物作源的外延过程中难以避免的现象，即从基片背面、加热体表面以及从前片向后片，都会有掺杂剂迁移到气相而再进入到外延层。自掺杂使外延层杂质浓度不均匀。若将反应管中的压力降到约 160托,即可有效地减少自掺杂。②低温外延:为得到衬底与薄外延层之间的突变结,需要降低生长温度,以减少基片中的杂质向外延层的自扩散。采用He-SiH4分解、SiH2Cl2热分解以及溅射等方法都可明显降低温度。③选择外延：用于制备某些特殊器件，衬底上有掩模并在一定区域开有窗口，单晶层只在开窗口的区域生长，而留有掩模的区域不再生长外延层。④液相外延：将生长外延层的原料在溶剂中溶解成饱和溶液。当溶液与衬底温度相同时，将溶液覆盖在衬底上，缓慢降温，溶质按基片晶向析出单晶。这种方法常用于外延生长砷化镓等材料。⑤异质外延：衬底与外延层不是同一种物质，但晶格和热膨胀系数比较匹配。这样就能在一个衬底上外延生长出不同的晶膜，如在蓝宝石或尖晶石衬底上外延生长硅单晶。⑥分子束外延：这是一种最新的晶体生长技术（图2）。将衬底置于超高真空腔中，将需要生长的单晶物质按元素不同分别放在喷射炉中。每种元素加热到适当的温度,使其以分子流射出,即可生长极薄（甚至是单原子层）的单晶层和几种物质交替的超晶格结构。

㈥ 做半导体工艺中硅片外延片与单晶CZ晶片有什么区别

外延复生长技术发展于制20世纪50年代末60年代初，为了制造高频大功率器件，需要减小集电极串联电阻。像现在很火的led、mems，应该大多是做外延硅。
cz法做的硅片用途很广，但是质量上肯定没法比的，做器件的话顶多也是做基底用。

㈦ 制作半导体器件时，外延和腐蚀是什么意思

外延就是生长半导体薄膜的技术，腐蚀一般是指化学腐蚀，用于光刻图像等内场合。其他可容
参见“http://blog.163.com/xmx028@126/”。

㈧ 什么是多层外延生长

一种多层外延层的生长设备，包括反应室、掺杂元素进口，还包括多个进气通路以及切换阀。本发明还提供了一种采用上述的设备进行多层外延层的生长方法。本发明的优点在于，采用多个气体通路，克服了稀释气体流量不可调节的问题，只需要操作切换阀既可以获得具有不同的掺杂元素浓度的气体，而不需要更换掺杂源，因此简化了工艺过程，降低对衬底和外延层的污染，并且实现了生长过程中的在位切换，易于控制每一次外延生长的厚度以及掺杂浓度的分布状态。

㈨ 半导体激光器的外延生长指的是什么

解：（1）考虑到使3个点光源的3束光分别通过3个透镜都成实像于P点的要求专，组合透镜属所在的平面应垂直于z轴，三个光心O1、O2、O3的连线平行于3个光源的连线，O2位于z轴上，如图1所示．图中MM′表示组合透镜的平面，S′1、S′2、S′3为三个光束中心光线。

㈩ 芯片的外延是什么意思，和封装以及衬底有什么区别

半导体发复光二极管有外延片、制芯片、器件及应用产品，从产业链角度看有衬底制作、外延、芯片、器件封装、应用产品制作，衬底是基底，在衬底生长制作外延片，由外延片经芯片制作工艺产生芯片，再由芯片封装制作成器件，在由器件封装成应用产品。衬底制作和外延制作是产业链最上游，技术含量较高；芯片制作为产业链中游；器件及应用产品制作为产业链下游，技术含量较低。