シリコンエピタキシープロセスとは何ですか?

シリコン エピタキシーは、集積回路の主要な製造プロセスです。これにより、高濃度ドープの埋め込み層を備えた低濃度ドープのエピタキシャル層上に IC デバイスを製造できると同時に、成長した PN 接合を形成できるため、IC の絶縁問題も解決されます。シリコンエピタキシャルウェーハまた、デバイスの順方向電圧降下を低減しながら、PN 接合の高い降伏電圧を確保できるため、ディスクリート半導体デバイスを製造するための主要な材料でもあります。シリコンエピタキシャルウェーハを使用して CMOS 回路を製造すると、ラッチアップ現象を抑制できるため、シリコンエピタキシャルウェーハは CMOS デバイスでますます広く使用されています。

シリコンエピタキシーの原理

シリコンエピタキシーでは、一般に気相エピタキシー炉が使用されます。その原理は、シリコンソース (シラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、四塩化シリコンなど) の分解が水素と反応してシリコンを生成することです。成長中に、PH3 や B2H6 などのドーピングガスを同時に導入できます。ドーピング濃度はガス分圧によって正確に制御され、特定の抵抗率を持つエピタキシャル層を形成します。

デバイスにおけるシリコンエピタキシーの利点

1. 直列抵抗を下げ、絶縁技術を簡素化し、CMOS のシリコン制御整流効果を低減します。

2.高（低）抵抗率のエピタキシャル層は、低（高）抵抗率の基板上にエピタキシャル成長させることができます。

3.P(N)型基板上にN(P)型エピタキシャル層を成長させてPN接合を直接形成できるため、拡散法を用いて単結晶基板上にPN接合を作製する場合に発生する補償問題が解消されます。

4.マスキング技術と組み合わせることで、指定された領域で選択的エピタキシャル成長を実行でき、特殊な構造を備えた集積回路やデバイスの製造条件を作り出すことができます。

5.エピタキシャル成長プロセス中、必要に応じてドーピングの種類と濃度を調整できます。濃度の変化は急激な場合もあれば、緩やかな場合もあります。

6.エピタキシャル成長プロセス中に必要に応じてドーパントの種類と濃度を調整できます。濃度の変化は突然である場合もあれば、徐々に変化する場合もあります。

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