核心结论,HE 和 BE 是半导体外延工艺里常用缩写,HE 一般指氢化物气相外延,也就是 HVPE 相关缩写简称,BE 一般指原子层外延,也就是 ALE 相关,也有部分行业文档里 BE 指背面外延,在光电器件 LED 激光器芯片制造场景最常出现,两者都属于外延生长技术,但是生长原理、生长速度、适用场景差别很大,很多新手会把两个缩写搞混,本质是不同的薄膜晶体生长方案,用来在衬底上长出单晶半导体层,是芯片制造前面的关键工序。之所以要区分这两种技术,是因为不同外延方案精度和效率不一样,HE 也就是 HVPE 生长速度很快,适合厚膜生长,BE 也就是原子层外延精度极高,可以做到单原子层精准控制,适合超薄精密结构,工业量产会根据器件需求选择对应的外延方案。
基础定义
| 缩写 | 全称 | 中文名称 | 核心原理 |
|---|---|---|---|
| HE | Hydride Vapor Phase Epitaxy | 氢化物气相外延 HVPE | 利用金属氯化物氢化物气相反应,在加热衬底上沉积单晶外延层 |
| BE | Atomic Layer Epitaxy ALE | 原子层外延 | 脉冲式交替通入前驱体,每一轮反应只生长一层原子,实现逐层自限制生长 |
HE 氢化物气相外延详细介绍
1 工艺特点,生长速率高,相比 MOCVD 速度快很多,可以快速生长几十微米甚至上百微米厚的氮化镓厚膜,是自支撑 GaN 衬底主流制备技术
2 优势,设备结构相对简单,厚膜生长效率高,晶体质量较好,成本优势明显
3 短板,厚度均匀性、界面精度不如原子层外延,很难做极薄的纳米级精细量子阱结构
4 典型应用,氮化镓厚膜,自支撑衬底,大功率 LED,功率器件
BE 原子层外延详细介绍
1 工艺特点,自限制反应,每次脉冲前驱体吸附饱和之后反应自动停止,天然实现单层原子精准控制,厚度精度可以达到原子级
2 优势,界面陡峭,厚度均匀,对超薄多层量子结构控制能力很强,适合精密异质结
3 短板,生长速度很慢,量产效率偏低,设备和工艺成本高,不适合超厚膜大批量生产
4 典型应用,量子阱,超晶格,新型半导体异质结,科研以及高端光电器件研发
HE 和 BE 对比表
| 对比项目 | HE HVPE | BE ALE 原子层外延 |
|---|---|---|
| 生长速度 | 快,适合厚膜 | 很慢,适合超薄层 |
| 厚度精度 | 微米级控制 | 原子级精准控制 |
| 界面质量 | 良好 | 界面陡峭精度更高 |
| 量产适用性 | 工业量产成熟 | 多用于研发或者高端小批量 |
| 核心优势 | 高效率低成本厚膜 | 原子级精准可控 |
补充说明
还有另外一种行业文档场景,HE 也可以指代高电子迁移相关结构,BE 指代背面电极,这个是器件封装版图里的缩写,和外延工艺含义不一样,阅读资料的时候一定要结合上下文判断缩写含义,不能直接套用外延工艺解释。
综合来看,HE 是高速厚膜氢化物气相外延,BE 是原子级精密原子层外延,HE 主打高效率厚膜量产,BE 主打高精度超薄晶体生长,是两种定位完全不同的半导体外延技术。
常见问题
问题 1 HE 和 BE 介绍 HE 是不是就是 HVPE
回答 1 HE 和 BE 介绍,在外延工艺语境下 HE 就是 HVPE 氢化物气相外延的简称,主要用来生长氮化镓厚膜自支撑衬底
问题 2 HE 和 BE 介绍 BE 是不是 MOCVD
回答 2 HE 和 BE 介绍,BE 是原子层外延 ALE,和 MOCVD 不是同一种技术,ALE 是脉冲自限制生长,精度更高,速度更慢
问题 3 HE 和 BE 介绍 HE 可以做量子阱吗
回答 3 HE 和 BE 介绍,HE 生长速度快,做精细量子阱精度不足,量子阱一般优先 MOCVD 或者 BE 原子层外延工艺
问题 4 HE 和 BE 介绍 为什么不同资料 HE BE 含义不一样
回答 4 HE 和 BE 介绍,缩写本身多义,外延工艺、器件版图、电路文档里面解释不同,必须结合文章上下文确认定义
免责申明
本文属于半导体行业缩写科普,不同企业内部文档缩写定义存在差异,本文解释基于外延工艺通用语境,不代表所有行业标准统一释义,专业生产请以对应厂商工艺手册和行业标准文件为准。


