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气相外延

单晶薄层生长方法

气相外延是一种单晶薄层生长方法。气相外延广义上是化学气相沉积的一种特殊方式，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。

基本介绍
在半导体科学技术的发展中，气相外延发挥了重要作用，典型代表是Si气相外延和GaAs以及固溶体气相外延。Si气相外延是以高纯氢气作为输运和还原气体，在化学反应后生成Si原子并沉积在衬底上，生长出晶体取向与衬底相同的Si单晶外延层，该技术已广泛用于Si半导体器件和集成电路的工业化生产。GaAs气相外延通常有两种方法：氯化物法和氢化物法，该技术工艺设备简单、生长的GaAs纯度高、电学特性好，已广泛的应用于霍尔器件、耿氏二极管、场效应晶体管等微波器件中。
信息
在气相状态下，将半导体材料淀积在单晶片上，使它沿着单晶片的结晶轴方向生长出一层厚度和电阻率合乎要求的单晶层，这一工艺称为气相外延。
其特点有（1）外延生长温度高，生长时间长，因而可以制造较厚的外延层；（2）在外延过程中可以任意改变杂质的浓度和导电类型。
工业生产常用的气相外延工艺有：四氯化硅（锗）外延，硅（锗）烷外延、三氯氢硅及二氯二氢硅等（二氯二氢硅具有淀积温度低，沉积速度快，淀积成膜均匀等优点）外延等。
常见的硅气相外延的概念、原理：用硅的气态化合物（如：SiCl4、SiH4）在加热的硅衬底表面与氢气发生化学反应或自身发生热分解，还原成硅，并以单晶形式淀积在硅衬底表面。
图1 为一个简单的VPE系统，腔体内的基座由外部线圈中的RF电源感应加热。
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