Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

Эпитаксия
— ориентированный рост одного кристалла на по-
верхности другого (подложки), в частности, прорастание структуры 
по границам раздела твердое-твердое. Самопроизвольно ориенти-
ровано срастаться могут не только изоморфные кристаллы, но и ве-
щества с совершенно различной структурой и симметрией. Одним 
из универсальных условий эпитаксии является геометрическое по-
добие узора срастающихся плоских сеток структуры, их совпадение 
или соответствие. Выращивание тонких полупроводниковых пленок 

---

89
2.3. осаждение и напыление на подложку
особенно важно для наноэлектроники, для которой рабочими эле-
ментами схем должны служить монокристальные бездефектные тон-
кие пленки с заданной кристаллографической ориентацией и с совер-
шенной поверхностью. Можно наращивать пленки с чередующейся 
структурой, заданным распределением примеси, определенным ти-
пом проводимости. Путем чередования процессов диффузии, травле-
ния и эпитаксиального наращивания в одной мельчайшей кристал-
лической пластине создаются интегральные схемы для электроники, 
оптики, мембранной и каталитической технологии.
Эпитаксиальные пленки наносят напылением в вакууме, электро-
литическим осаждением, кристаллизацией из растворов, расплавов, 
конденсацией из газовой фазы, методом транспортных реакций, ион-
ной имплантации, методом взрыва и др.
Границы срастания кристаллов представляют собой планарные 
дефекты или поверхности раздела, кинетически стабилизированные
неравновесные дефекты, не приводящие к изменениям стехиометрии 
материала. В большинстве систем наблюдается непериодическое или 
разупорядоченное прорастание. Прорастание можно рассматривать 
как класс модулированных структур, у которых граница прораста-
ния является периодическим возмущением. Имеется много систем, 
в которых периодическое прорастание имеет место на относитель-
но больших расстояниях, приводя к гомологическим рядам структур 
с большими параметрами ячейки — это оксиды вольфрама, ванадия, 
многочисленные бронзы и другие вещества.
Газофазная эпитаксия
основана на использовании термиче-
ски или фотохимически стимулируемых реакций, протекающих в па-
рах химических соединений, в состав которых входят химически свя-
занные атомы элементов, формирующих твердые продукты. Широко 
применяется методика осаждения пленок из металлорганических сое-
динений (
metal organic vapor phase epitaxy
— 
MOVPE
). Например, плен-
ки GaAs можно получить из паров сложного летучего соединения 
Ga(C
2
H
5
)
2
Cl·As (CH
3
) 
3
или из смеси паров Ga(CH
3
)
3
и AsH
3
.
Возможен рост пленок при конденсации паров соединения на ори-
ентирующую подложку, охлажденную до температур, близких к тем-
пературе жидкого азота (создаются неравновесные условия). Так при 
формировании ориентированных пленок теллурида кадмия на аморф-
ной подложке наблюдается самоорганизация ансамбля частиц теллу-

---

90