Úvod do Epitaxe

Kerry Taylor-Smith, B. Sc. (Hons)Únor 14 2019

Obrázek Kreditů: Iaremenko Sergii/.com

Epitaxe je důležitá technika v krystalografii, kde se přírodní nebo umělé krystaly jsou pěstovány na krystalický substrát; základní substrát působí jako zárodečný krystal a určuje orientaci krystalů, které rostou na ní.

co je Epitaxy?

Odvozen z řeckého epi, což znamená, výše, a taxíky, uspořádaná způsobem, proces má za následek vznik jedné nebo několika krystalických tenkých vrstev, které mohou být stejné nebo odlišné chemické složení a strukturu jako substrát. Uložená fólie se uzamkne do jedné nebo více krystalografických orientací vzhledem k substrátovému krystalu a výsledný epitaxní film nebo vrstva má zvláštní registr nebo umístění vzhledem k podkladové vrstvě.

proces se používá v oblasti nanotechnologií a výroba polovodičů, kde je obchodní význam; ve skutečnosti, epitaxe je jedinou přijatelnou metodou vysoce kvalitní růst krystalů pro mnoho polovodičových materiálů. Pro většinu tenký film, aplikace – tvrdé nebo měkké povlaky, nebo optické povlaky – to je málo důležité, ale je důležité, v polovodičových technologií tenký film, kde růst polovodičových materiálů tvoří vrstvy a quantum wells v elektronických a fotonických zařízení, jako jsou počítače, video displeje a telekomunikační aplikace. Pro většinu technologických aplikací, touha je pro uložený materiál tvoří krystalické film, který má dobře definovanou orientaci s ohledem na substrát krystalové struktury.

Typy Epitaxe

Existují různé typy epitaxe:

• Homoepitaxy – To se provádí pomocí jednoho materiálu, takže substrátu a tenký film, jsou stejné, často křemíku na křemíku. To se často používá k pěstování filmů, které jsou čistší než substrát a které mohou být dopovány nezávisle na něm.
• Heteroepitaxy – To se provádí pomocí různých materiálů a často se používají pro růst filmy z materiálů, pro které krystaly, jinak nemůže být získána např. silicon on sapphire, nebo grafenu na hexagonální nitrid bóru. Tato metoda umožňuje optoelektronické struktury a bandgap inženýrství zařízení.
• Heterotopotaxe – tato metoda je podobná heteroepitaxi, s výjimkou růstu, který není omezen na dvourozměrný růst; substrát má podobnou strukturu jako tenkovrstvý materiál.
• Pendeoepitaxy-v tomto procesu heteroepitaxiální film roste svisle a bočně současně. Používá se ve výrobních procesech na bázi křemíku a je zvláště důležitý pro složené polovodiče, jako je arsenid Galia.

Heteroepitaxy se často používá pro kov-polovodič růstu; mnoho kovové-polovodičové struktury jsou využívány pro kontakt aplikací a epitaxní růst umožňuje pro zvýšené elektronové pohybu přes křižovatky. Pokus o růst vrstvy krystalů na substrátu, který je odlišný od něj, však může představovat problémy; odpovídající mřížky jsou důležité pro minimalizaci defektů a zvýšení pohyblivosti elektronů, ale proces může vést k nesrovnatelným mřížím. Tento nesoulad může způsobit napjaté nebo uvolněné růst, a tak vyvolalo interfacial vady, a odchyluje od toho, co je považováno za „normální“, může vést ke změnám v elektronické, optické, tepelné a mechanické vlastnosti filmu.

Epitaxní Růst Tenkých Filmových Materiálů a Její Aplikace

Epitaxní růst tenkých filmových materiálů má četné aplikace v oblasti elektroniky, elektro-optické a magneto-optics. Růst může nastat několika způsoby, nejběžnější je epitaxe fáze par (modifikace chemické depozice par), kde atomy pro ukládání na substrát pocházejí z páry a růst nastává na rozhraní plynné / pevné látky. Epitaxe v pevné fázi ukládá na substrát tenký nekrystalický film, který se pak zahřívá za vzniku krystalické vrstvy, zatímco epitaxe v kapalné fázi vidí vrstvy pěstované z kapalného zdroje.

Ta je zdaleka nejlevnější a nejjednodušší cesta pro výrobu zařízení, kvalita vrstev, ale metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) a epitaxe molekulárním svazkem (MBE) jsou stále v provozu. Počáteční náklady jsou drahé, ale MOCVD a MBE jsou více univerzální a může snadno vyrábět vícevrstvé struktury s atomic layer control, což je zásadní pro nanoengineering nyní potřebné k výrobě zařízení staveb jako dospělý spolehlivost.

reference a další čtení

• co je epitaxe?
• Epitaxy
• Epitaxní Růst Krystalů: Metody a Materiály
• Epitaxe
• Epitaxe |Krystalografie

vyloučení Odpovědnosti: názory zde vyjádřené jsou názory autorů vyjádřené v jejich vlastní kapacity a nemusí nutně představovat názory AZoM.com Limited T/A AZoNetwork majitele a provozovatele tohoto webu. Toto odmítnutí odpovědnosti je součástí podmínek používání této webové stránky.

Napsal

Kerry Taylor-Smith

Kerry byl spisovatel na volné noze, editor a korektor od roku 2016, která se specializuje v oblasti vědy a zdraví-související témata. Vystudovala přírodní vědy na University of Bath a sídlí ve Velké Británii.

Citace