磊晶成長設備是什麼

磊晶成長設備（Epitaxy）是在單晶矽基板上成長具有相同晶體方向的薄單晶層（磊晶層）的特殊薄膜沉積設備。以採用 CVD 原理的氣相磊晶（VPE）為主流，可防止自動摻雜（autodoping）並精密控制雜質分布。是製造雙極性電晶體、功率 MOSFET、SiGe（矽鍺）通道等高遷移率元件與高耐壓元件不可或缺的製程。

重點整理

在單晶基板上成長承襲其晶體結構的單晶薄膜

以氣相磊晶（VPE）精密控制雜質分布

決定雙極性電晶體與功率 MOSFET 的性能

形成 SiGe（矽鍺）層以提升載子遷移率

也能進行高耐壓功率元件的厚膜成長

常見問題

什麼是磊晶成長設備？

磊晶成長設備是承襲單晶矽基板的晶體結構，成長薄單晶層（磊晶層）的薄膜沉積設備。以採用 CVD 原理的氣相磊晶（VPE）為主流，可精密控制雜質分布並防止自動摻雜。

磊晶成長用於哪些元件？

主要用於製造雙極性電晶體、功率 MOSFET、採用 SiGe（矽鍺）通道的高速邏輯元件，以及高耐壓功率元件。SiGe 層可提升載子遷移率，因此在先進邏輯的應變通道形成中也不可或缺。

磊晶成長設備的主要廠商有哪些？

主要廠商為應用材料（Applied Materials，Centura 系列）、ASM International（Epsilon 系列）、東京威力科創（TEL，Pioneer 系列）。各家在 SiGe 磊晶的精密控制技術與 300mm 晶圓支援上相互競爭。

相關用語

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比較文章

延伸閱讀

薄膜沉積設備的其他分類

ALD 設備（Atomic Layer Deposition：原子層沉積）是能以原子層為單位精密沉積薄膜的最先進薄膜沉積設備。

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電鍍設備（電解銅電鍍）

電鍍設備（電解銅電鍍／ECD）是在電鍍液中通電，使銅析出於通孔與溝槽內部以形成導線的設備。

LPCVD（低壓 CVD）

LPCVD 設備（減壓 CVD）是在數十～數百 Pa 的減壓環境下，以熱分解反應沉積薄膜的化學氣相沉積設備。

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MBE 設備（分子束磊晶）是在超高真空中加熱蒸發原料元素，使其以分子束形式到達基板，以 1 個原子層為單位進行晶體成長的薄膜沉積設備。

MOCVD 設備（有機金屬化學氣相沉積）是將三甲基鎵等有機金屬原料與氨等氫化物送至加熱的基板上，以熱分解反應磊晶成長化合物半導體晶體膜的設備。

PECVD（電漿 CVD）

PECVD 設備（電漿 CVD）是以電漿分解原料氣體，讓僅靠熱無法進行的成膜反應在低溫下進行的化學氣相沉積設備。

PVD 設備（Physical Vapor Deposition：物理氣相沉積）是在真空中將靶材蒸發或濺鍍，使其沉積在晶圓表面的薄膜沉積設備。

濺鍍設備是在真空中使氬離子撞擊靶材，讓被撞出的原子沉積在晶圓表面的 PVD 設備。

真空蒸鍍設備

真空蒸鍍設備是在高真空中加熱蒸發材料，使蒸氣在基板上凝結成膜的 PVD 設備。

磊晶成長設備的主要機型（7）

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所屬主題

薄膜沉積（CVD/PVD/ALD）（主題）

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