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外延爐是什麼

外延爐是一種在半導體生產工藝中使用的關鍵設備,它主要用於生長半導體晶體片。這種設備通常採用化學氣相沉積CVD)工藝,能夠在高溫、高壓的環境下生長晶體層,使得半導體材料在晶體層上形成不同的結構和組分,從而實現特定的電學、光學、磁學等性質。外延爐可以用於製備高純度的單晶矽砷化鎵磷化鎵等半導體材料。

外延爐有多種類型,包括但不限於:

石墨外延爐:通過加熱石墨舟底部的電石墨加熱器來傳導熱能,適用於矽基材料、氮化鎵等材料的外延生長。

氣流外延爐:在石墨外延爐的基礎上增加對流氣流,使用氦氣或氮氣作為載氣,通過調節氣流速度和溫度梯度來控制外延生長過程,適用於生長矽基材料、氮化鎵、磷化鎵等材料。

分子束外延爐(MBE):在高真空環境下,通過將分子束蒸鍍在單晶襯底上,用於生長高質量、高純度的薄膜材料,適用於複雜的III-V族化合物半導體材料,如砷化鎵、磷化鎵等。

化學氣相沉積爐(CVD):利用化學反應在表面沉積薄膜,通常採用氣體預混使用熱解或催化劑分解的方式來生長薄膜材料,適用於生長二維材料、金屬薄膜等。

這些外延爐在晶片製造過程中有不同的套用,常見的套用包括生長矽基材料、外延膜、多晶矽層、氮化鎵、砷化鎵等材料。它們在積體電路、光電器件、光纖通信等領域起著重要作用。