課程內(nèi)容：

1 外延分類

1.1 由外延材料的名稱不同分類

1.2 由外延層材料與襯底材料相同否分類

1.2.1 同質(zhì)外延

1.2.2 異質(zhì)外延

1.3 由器件作在外延層上還是襯底上分類

1.3.1 正外延

1.3.2 負(fù)外延（反外延）

1.4 由外延生長(zhǎng)狀態(tài)分類

1.4.1 液相外延

1.4.2 氣相外延

1.4.3 分子束外延

1.5 由外延生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)分類

1.5.1 直接外延

1.5.2 間接外延

2 外延技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 定義

2.1.1 外延技術(shù)

2.1.2 外延層

2.2 外延新技術(shù)

2.2.1 低溫外延

2.2.2 變溫外延

2.2.3 分步外延

2.2.4 分子束外延

3 集成電路制造中常見的外延工藝

3.1 硅外延工藝

3.1.1 典型外延裝置

3.1.2硅外延可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)

3.2 砷化鎵外延工藝

3.2.1 氣相外延工藝

3.2.2 液相外延工藝

課程重點(diǎn)：本節(jié)介紹了什么是外延？外延技術(shù)解決了哪些器件制造中的難題。介紹了外延技術(shù)的分類，由外延材料的不同可分為硅外延、砷化鎵外延等等；由外延層與襯底材料相同否可分為同質(zhì)外延和異質(zhì)外延；由在外延層上還是在襯底上制造器件可分為正外延和負(fù)外延（反外延）；由外延的生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)可分為 液相外延、氣相外延和分子束外延；由外延過程中的生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)可分為直接外延和間接外延。對(duì)外延技術(shù)做了簡(jiǎn)單的介紹，給出了外延技術(shù)和外延層的定義；介紹了低溫外延、變溫外延、分步外延和分子束外延幾種較新的外延技術(shù)。對(duì)在集成電路制造中常見的外延工藝做了概述。對(duì)硅外延工藝，介紹了其典型外延裝置，包括了臥式外延反應(yīng)器裝置、立式外延反應(yīng)器裝置和桶式外延反應(yīng)器裝置；以氫氣還原四氯化硅的典型臥式外延反應(yīng)器裝置為例進(jìn)行了設(shè)備介紹，該設(shè)備包含了氣體控制裝置（氣體純化裝置、硅化物源〈純硅化物源和含雜硅化物源〉、控制管道及裝置等）、高（射）頻加熱裝置（高〈射〉頻感應(yīng)信號(hào)爐 、可通冷卻水的銅感應(yīng)線圈、靠產(chǎn)生渦流加熱的石墨基座）、測(cè)溫裝置及石英管構(gòu)成的反應(yīng)器；對(duì)硅外延可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了討論，包括氫氣還原法中的四氯化硅氫氣還原法、三氯氫硅氫氣還原法 以及熱分解法中的二氯氫硅熱分解法、硅烷熱分解法。對(duì)砷化鎵外延工藝，主要介紹了三類外延方法中常見的氣相外延工藝和液相外延工藝，在氣相外延工藝中，討論了鹵化物外延工藝和氫化物外延工藝；在液相外延工藝中，介紹了液相外延應(yīng)注意的幾個(gè)問題、介紹了液相外延生長(zhǎng)系統(tǒng)（水平生長(zhǎng)系統(tǒng)和垂直生長(zhǎng)系統(tǒng)），由于水平生長(zhǎng)系統(tǒng)較為常用，所以重點(diǎn)介紹了各種水平液相生長(zhǎng)系統(tǒng)。

課程難點(diǎn)：外延的定義、外延技術(shù)的定義、外延層的定義。在外延分類中，按外延材料不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按器件制作的層次不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延外延層與襯底材料相同或不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)不同分類時(shí)所包含的種類及其定義。外延技術(shù)解決了半導(dǎo)體集成電路制造中哪些難題？是如何解決的。對(duì)于半導(dǎo)體集成電路制造中常見的外延技術(shù)，關(guān)于硅外延技術(shù)的典型生長(zhǎng)裝置、裝置中的主要組成部分、外延中區(qū)別兩類方式（氫氣還原方式、熱分解方式）可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；關(guān)于砷化鎵外延技術(shù)的兩種外延類型、氣相外延工藝中的兩種外延方法（鹵化物外延工藝、氫化物外延工藝）各自的工藝過程和化學(xué)反應(yīng)狀況、液相外延工藝中應(yīng)注意的問題和幾種實(shí)際外延系統(tǒng)的外延原理。

基本概念：

1 外延-在一定條件下，通過一定方法獲得所需原子，并使這些原子有規(guī)則地排列在襯底上；在排列時(shí)控制有關(guān)工藝條件，使排列的結(jié)果形成具有一定導(dǎo)電類型、一定電阻率、一定厚度。晶格完美的新單晶層的過程。

2 硅外延-生長(zhǎng)硅外延層的外延生長(zhǎng)過程。

3砷化鎵外延-生長(zhǎng)砷化鎵外延層的外延生長(zhǎng)過程。

4 同質(zhì)外延-生長(zhǎng)的外延層材料與襯底材料結(jié)構(gòu)相同的外延生長(zhǎng)過程。

5 異質(zhì)外延-生長(zhǎng)的外延層材料與襯底材料結(jié)構(gòu)不同的外延生長(zhǎng)過程。

6 正外延-在（外延/襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時(shí)器件制造在外延層上的前期外延生長(zhǎng)過程。

7負(fù)外延（反外延）-在（外延/襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時(shí)器件制造在襯底上的前期外延生長(zhǎng)過程。

8液相外延-襯底片的待生長(zhǎng)面浸入外延生長(zhǎng)的液體環(huán)境中生長(zhǎng)外延層的外延生長(zhǎng)過程。

9氣相外延-在含有外延生長(zhǎng)所需原子的化合物的氣相環(huán)境中，通過一定方法獲取外延生長(zhǎng)所需原子，使其按規(guī)定要求排列而生成外延層的外延生長(zhǎng)過程。

10 分子束外延-在高真空中，外延生長(zhǎng)所需原子（無中間化學(xué)反應(yīng)過程）由源直接轉(zhuǎn)移到待生長(zhǎng)表面上，按規(guī)定要求排列生成外延層的外延生長(zhǎng)過程。

11 直接外延-整個(gè)外延層生長(zhǎng)中無中間化學(xué)反應(yīng)過程的外延生長(zhǎng)過程。

12間接外延-外延所需的原子由含其基元的化合物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到，然后淀積、加接形成外延層的外延生長(zhǎng)過程。

13 外延層-由原始襯底表面起始，沿其結(jié)晶軸向（垂直于襯底表面的方向）平行向外延伸所生成的新單晶層。

14外延技術(shù)-生長(zhǎng)外延層的技術(shù)。

基本要求：了解外延技術(shù)解決了半導(dǎo)體分離器件和集成電路制造中存在的哪些難題？為什么說外延技術(shù)解決了器件參數(shù)對(duì)材料要求的矛盾、是什么矛盾、如何解決的？為什么說外延技術(shù)提供了集成電路隔離的一種方法、什么方法？為什么說外延技術(shù)為發(fā)光器件、光學(xué)器件的異質(zhì)結(jié)形成提供了途徑？要求知道外延技術(shù)是如何分類的、各種分類中的外延是如何定義的？要求能大致了解較新的外延技術(shù)。要求清楚的知道在集成電路制造中常用的硅外延工藝的典型外延裝置和外延過程中的所有可能的化學(xué)反應(yīng)；要求清楚的知道在集成電路制造中常用于砷化鎵外延工藝中的液相外延的注意事項(xiàng)及液相外延反應(yīng)系統(tǒng)、氣相外延的兩種外延工藝及其外延過程中的所有化學(xué)反應(yīng)。