气相外延法

气相外延法原图链接图片来源优酷网

气相外延法是指一种晶体浮生在另一种晶体上的方法，浮生晶体与衬底晶体间存在着结构相似的晶体学低指数。面晶体是在结构匹配的界面上生长，称为配向浮生 。

中文名:气相外延法

外文名:Gas phase epitaxy

学 科:材料工程

领 域:工程技术

目录

简介

气相外延法是指一晶体浮生在另一种种晶体上的方法，浮生晶体与衬底晶体间存在着结构相似的晶体学低指数。面晶体是在结构匹配的界面上生长，称为配向浮生 ； 。

分类编

根据衬底下同，可分为同质外延和异质外延法两种。根据生长体系状态的不同、外延法又可分为气相外延法、液相外延法、熔融外延法等。

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过程

在气相状态下，将半导体材料淀积在单晶片上，使它沿着单晶片的结晶轴方向生长出一层厚度和电阻率合乎要求的单晶层，这一工艺称为气相外延 。

应用

外延法常用于薄膜生长。在外延生长中，衬底的选择是至关重要的，除了与被沉积晶体存在晶格匹配外，衬底表面必须清洁，没有机械损伤和粗大的杂质堆积，否则会影响外延膜的生长和质量。沉积速率和气氛也影响外延膜的质量。该法常用于电子仪器、磁性记忆装置和集成光学等方面的工作元件的制作，并日益发挥着重要的作用。

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在半导体中的应用

在半导体科学技术的发展中，气相外延发挥了重要作用，典型代表是Si气相外延和GaAs以及固溶体气相外延。Si气相外延是以高纯氢气作为输运和还原气体，在化学反应后生成Si原子并沉积在衬底上，生长出晶体取向与衬底相同的Si单晶外延层，该技术已广泛用于Si半导体器件和集成电路的工业化生产。GaAs气相外延通常有两种方法：氯化物法和氢化物法，该技术工艺设备简单、生长的GaAs纯度高、电学特性好，已广泛的应用于霍尔器件、耿氏二极管、场效应晶体管等微波器件中 ； 。

特点

其特点有：

（1）外延生长温度高，生长时间长，因而可以制造较厚的外延层；

（2）在外延过程中可以任意改变杂质的浓度和导电类型。

工业上应用

工业生产常用的气相外延工艺有：四氯化硅（锗）外延，硅（锗）烷外延、三氯氢硅及二氯二氢硅等（二氯二氢硅具有淀积温度低，沉积速度快，淀积成膜均匀等优点）外延等 。