Эпитаксия

(от Эпи... и греч. táxis — расположение, порядок)

ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Различают гетероэпитаксию, когда вещества подложки и нарастающего кристалла различны, и гомоэпитаксию (автоэпитаксию), когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объёма другого называется эндотаксией. Э. наблюдается при кристаллизации (См. Кристаллизация) из любых сред (пара, раствора, расплава); при коррозии (См. Коррозия) и т. д. Э. определяется условиями сопряжения кристаллических решёток нарастающего кристалла и подложки, причём существенно их структурно-геометрическое соответствие. Легче всего сопрягаются вещества, кристаллизирующиеся в одинаковых или близких структурных типах, например, гранецентрированного куба Ag и решётки типа NaCI, Сфалерита и решётки типа Алмаза.

Однако Э. можно получить и для резко различающихся структур, например решёток типа Корунда и алмаза.

При описании Э. указываются плоскости срастания и направления в них: [112] (111) Si//[1100] (0001) Al₂O₃. Это означает, что грань (111) кристалла Si (решётка типа алмаза) нарастает параллельно грани (0001) кристалла Al₂O₃ (решётка типа корунда), причём кристаллографическое направление [112] в нарастающем кристалле параллельно направлению [1100] подложки (см. Кристаллы).

Э. особенно легко осуществляется, если разность постоянных обеих решёток не превышает 10%. При больших расхождениях сопрягаются наиболее плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решёток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют т. н. Дислокации несоответствия. Последние обычно образуют сетку, в которой можно регулировать плоскость дислокации, меняя периоды сопрягающихся решёток (например, изменяя состав вещества). Таким же путём можно управлять и количеством дислокаций нарастающего слоя.

Э. происходит таким образом, чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков подложка-кристалл, кристалл-среда и подложка-среда, была минимальной. У веществ с близкими структурами и параметрами (например, Аи на Ag) образование границы сопряжения энергетически невыгодно и нарастающий слой имеет в точности структуру подложки (псевдоморфизм). С ростом толщины упруго напряжённой псевдоморфной плёнки запасённая в ней энергия растет и при толщинах, превышающих критическую (для Au на Ag этоЭпитаксия 600 Å), нарастает плёнка с собственной структурой.

Помимо структурно-геометрического соответствия, сопряжение данной пары веществ при Э. зависит от температуры процесса, степени пересыщения (переохлаждения) кристаллизующегося вещества в среде, от совершенства подложки, чистоты её поверхности и других условий кристаллизации. Для разных веществ и условий существует т. н. эпитаксиальная температура, ниже которой нарастает только неориентированная плёнка.

Процесс Э. обычно начинается с возникновения на подложке отдельных кристалликов, которые срастаясь (коалесцируя) друг с другом, образуют сплошную плёнку. На одной и той же подложке возможны разные типы нарастания, например [100] (100) Au//[100] (100) NaCl и [110] (111) Au //[110] (100) NaCl.

Э. широко используется в микроэлектронике (См. Микроэлектроника)(Транзисторы, интегральные схемы (См. Интегральная схема), светодиоды и т. д.); в квантовой электронике — многослойные полупроводниковые гетероструктуры (см. Полупроводниковый гетеропереход), инжекционные лазеры (См. Инжекционный лазер), в устройствах интегральной оптики в вычислительной технике (магнитные элементы памяти с цилиндрическими доменами) и т. п.

Лит.: Палатник Л. С., Папиров И. И., Ориентированная кристаллизация, М., 1964; их же, Эпитаксиальные пленки, М.,1971.

А. А. Чернов, Е. И. Гиваргизов.

ЭПИТАКСИЯ (от эпи... и греч. taxis - расположение) - ориентированный рост одного монокристалла на поверхности другого (подложки). Вещества могут быть одинаковы (гомоэпитаксия, или автоэпитаксия) или различны (гетероэпитаксия). Эпитаксия определяется условием сопряжения кристаллических решеток кристалла и подложки.

Epitaxy — Эпитаксия.

Рост кристаллов при электролизе или из паровой фазы, при котором ориентация образующихся отложений непосредственно связана кристаллическими ориентациями в основной кристаллической решетке.

epitaxy

ЭПИТАКСИЯ

(от греч. epi — на и taxis — расположение, порядок), ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Различают гетероэпитаксию, когда в-ва подложки и нарастающего кристалла различны, и г о м о э п и т а к с и ю (автоэпитаксию), когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объёма другого наз. эндотаксией. Э. наблюдается при кристаллизации, коррозии и т. д. Определяется условиями сопряжения крист. решёток нарастающего кристалла и подложки, причём существенно их структурно-геом. соответствие. Легче всего сопрягаются в-ва, кристаллизующиеся в одинаковых или близких структурных типах, напр. гранецентрированного куба (Ag) и решётки типа NaCl, но Э. можно получить и для различающихся структур.

При описании Э. указываются плоскости срастания и направления в них; напр., (112) (111) Si|| (1100) (0001) Аl2О3 означает, что грань (111) кристалла Si с решёткой типа алмаза нарастает параллельно грани (0001) кристалла Аl2O3, причём кристаллографич. направление (112) в нарастающем кристалле параллельно направлению (1100) подложки (см. КРИСТАЛЛЫ, ИНДЕКСЫ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ).

Э. особенно легко осуществляется, если разность параметров обеих решёток не превышает 10%. При больших расхождениях сопрягаются наиб. плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решёток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют т. н. дислокации несоответствия, обычно образующие сетку. Плотность дислокаций в сетке тем больше, чем больше разность параметров сопрягающихся решёток. Меняя параметр одной из решёток (добавлением примеси), можно управлять кол-вом дислокаций в эпитаксиально нарастающем слое.

Э. происходит т. о., чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков: подложка — кристалл, кристалл — маточная среда и подложка — среда, была минимальной. У в-в с близкими структурами и параметрами (напр., Au на Ag) образование границы сопряжения энергетически невыгодно м нарастающий слой имеет в точности структуру подложки (псевдоморфизм). С ростом толщины упруго напряжённой псевдоморфной плёнки запасённая в ней энергия растёт, и при толщинах более критической (для Au на Ag это 600 A) нарастает плёнка с собств. структурой.

Помимо структурно-геом. соответствия, сопряжение данной пары в-в при Э. зависит от темп-ры процесса, степени пересыщения (переохлаждения) кристаллизующегося в-ва в среде, от совершенства подложки, чистоты её поверхности и др. условий кристаллизации. Для разных в-в и условий существует т. н. эпитаксиальная темп-ра, ниже к-рой нарастает только неориентированная плёнка.

Процесс Э. обычно начинается с возникновения на подложке отд. кристалликов, к-рые срастаются (коалесцируют), образуя сплошную плёнку. На одной и той же подложке возможны разные типы нарастания, напр. (100) (100) Аи У (100) (100) NaCl и (110) (111) Au|| (110) (100) NaCl. Наблюдалась также Э. на подложке, покрытой тонкой плёнкой (несколько сотен А) С, О, О2 и др., что можно объяснить реальной структурой кристалла подложки, влияющей на промежуточный слой. Возможна Э. на аморфной подложке, на к-рой создан кристаллографически симметричный микрорельеф (графоэпитаксия).

Э. широко используется в микроэлектронике (транзисторы, интегр. схемы, светодиоды и т. д.), в квант. электронике (многослойные ПП гетероструктуры, (см. ГЕТЕРОПЕРЕХОД)), в устройствах интегр. оптики, в вычислит. технике (элементы памяти с цилиндрическими магнитными доменами) и т. п.

(от эпи... и греч. taxis - расположение, порядок), ориентированный рост одного кристалла на пов-сти другого (подложки). Различают гетероэпитаксию, когда в-ва подложки и нарастающего кристалла различны, и гомоэпитаксию (автоэпитаксию), когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объема другого наз. эндотаксией. Э. наблюдается, напр., при кристаллизации, коррозии. Определяется условиями сопряжения кристаллич. решеток нарастающего кристалла и подложки, причем существенно их структурно-геом. соответствие. Легче всего сопрягаются в-ва, кристаллизующиеся в одинаковых или близких структурных типах, напр. гранецентрир. куба (Ag) и решетки типа NaCl, но Э. можно получить и для различающихся структур.

При описании Э. указывают плоскости срастания и направления в них, напр., [112](111)Si|| [1100](0001)Al₂O₃ означает, что грань (111) кристалла Si с решеткой типа алмаза нарастает параллельно грани (0001) кристалла А1₂ О ₃, причем кристаллографич. направление [112] в нарастающем кристалле параллельно направлению [1100] подложки (см. Кристаллы).

Э. особенно легко осуществляется, если разность параметров обеих решеток не превышает ~ 10%. При больших расхождениях сопрягаются наиб. плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решеток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют т. наз. дислокации несоответствия, обычно образующие сетку. Плотность дислокаций в сетке тем больше, чем больше разность параметров сопрягающихся решеток. Меняя параметр одной из решеток (добавлением примеси), можно управлять кол-вом дислокаций в эпитаксиально нарастающем слое.

Э. происходит таким образом, чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков подложка - кристалл, кристалл - маточная среда и подложка - среда, была минимальной. У в-в с близкими структурами и параметрами (напр., Аu на Ag) образование границы сопряжения энергетически невыгодно, и нарастающий слой имеет в точности структуру подложки (псевдоморфизм). С увеличением толщины упруго напряженной псевдоморфной пленки запасенная в ней энергия растет, и при толщинах более критической (для Аu на Ag это ок. 60 нм) нарастает пленка с собств. структурой.

Помимо структурно-геом. соответствия, сопряжение данной пары в-в при Э. зависит от т-ры процесса, степени пересыщения (переохлаждения) кристаллизующегося в-ва в среде, от совершенства подложки, чистоты ее пов-сти и др. условий кристаллизации. Для разных в-в и условий существует т. наз. эпитаксиальная т-ра, ниже к-рой нарастает только неориентированная пленка.

Э. обычно начинается с возникновения на подложке отд. кристалликов, к-рые срастаются (коалесцируют), образуя сплошную пленку (эпитаксиальную). На одной и той же подложке возможны разные типы нарастания, напр. [100](100) Au|| [100](100)NaCl и [110](111)Au|| [110](111)NaCl. Наблюдалась также Э. на подложке, покрытой тонкой пленкой (неск. десятков нм) С, О, О ₂ и др., что можно объяснить реальной структурой кристалла подложки, влияющей на промежут. слой. Возможна Э. на аморфной подложке, на к-рой создан кристаллографически симметричный микрорельеф (графоэпитаксия). Эпитаксиальные пленки выращивают методами жидкостной, газофазной и мол.-пучковой эпитаксии (см. Полупроводниковые материалы), вакуумным напылением и др.

Э. широко используют в микроэлектронике (транзисторы, интегральные схемы, светодиоды и др.), в квантовой электронике (многослойные полупроводниковые гетероструктуры, инжекц. лазеры), в устройствах интегральной оптики, в вычислит, технике (элементы памяти с цилиндрич. магнитными доменами) и т. п.

Лит.: Палатник Л. С, Папиров И. И., Ориентированная кристаллизация, М., 1964; их же, Эпитаксиальные пленки, М., 1971; Современная кристаллография, т. 3, М., 1980. См. также лит. при ст. Напыление вакуумное, Планарная технология, Химическое осаждение из газовой фазы.

Е. И. Гиваргизов.

эпитакси́я

(от эпи... и греч. táxis — расположение), ориентированный рост одного монокристалла на поверхности другого (подложки). Вещества могут быть одинаковы (гомоэпитаксия, или автоэпитаксия) или различны (гетероэпитаксия). Эпитаксия определяется условием сопряжения кристаллических решёток кристалла и подложки.

* * *

ЭПИТАКСИ́Я, ориентированный рост одного монокристалла на поверхности другого (подложки). Вещества могут быть одинаковы (гомоэпитаксия, или автоэпитаксия) или различны (гетероэпитаксия). Эпитаксия определяется условием сопряжения кристаллических решеток кристалла и подложки.

— закономерное срастание к-лов веществ разл. состава, связанное с близостью строения их кристаллических структур или отдельных плоских сеток и рядов решеток срастающихся м-лов. Напр., сагенитовая решетка в биотите и др. м-лах, пегматитовые срастания кварца и калиевого полевого шпата и др.

Термин

эпитаксия

(от греч. epi - на, над, при и taxis - расположение, порядок) - ориентированная кристаллизация в-ва на поверхности кристалла-подложки. Э. используется в микроэлектронике и для получения композиц, материалов.

эпита́ксия ж.

epitaxy

жи́дкостная эпита́ксия — liquid epitaxy

эпита́ксия из парово́й фа́зы — vapour epitaxy

* * *

epitaxy

ж. физ.

epitassia f

(от эпи... и греч. taxis - расположение), ориентированный рост одного монокристалла на поверхности другого (подложки). В-ва могут быть одинаковы (гомоэпитаксия, или автоэпитаксия) или различны (гетероэпитаксия). Э. определяется условием сопряжения кристаллич. решёток кристалла и подложки.