Epitaxe

Epitaxe je proces, při němž na povrchu podložky (substrátu) roste tenká krystalická vrstva. Krystalická mřížka nově vznikající vrstvy navazuje bezprostředně na krystalickou mřížku substrátu. Termín epitaxe zavedl v roce 1928 L. Royer a pochází z řeckých epi „nad“ a taxis „uspořádaně“.

Epitaxní vrstvy se mohou růst z plynných, tekutých nebo pevných prekurzorů (látky, ze kterých chceme růst vrstvu). Jestliže je vrstva ukládána na substrát stejného složení, mluvíme o homoepitaxi, v opačném případě o heteroepitaxi.

Homoepitaxe je druh epitaxe prováděný pouze s jedním materiálem. Při homoepitaxi se tenká vrstva roste na substrát stejného materiálu. Toho se využívá, pokud chceme čistější vrstvu než je substrát nebo pokud má být nová vrstva jinak dopovaná.

Heteroepitaxe je druh epitaxe prováděný s navzájem odlišnými materiály. Při heteroepitaxi se tenká vrstva ukládá na substrát z jiného materiálu. Tato metoda se často používá při růstu vrstev materiálů, u nichž nelze jinak získat monokrystal nebo k výrobě integrovaných krystalických vrstev různých materiálů. Například se jedná o galium nitrid (GaN) na safíru nebo aluminium galium indium fosfid (AlGaInP) na arsenidu galia (GaAs).

Epitaxe se využívá ve výrobních postupech založených na křemíku při výrobě bipolárních tranzistorů a moderních CMOS, ale je obzvláště důležitá pro sloučeninové polovodiče jako galium arsenid (GaAs). Problémy při výrobě zahrnují kontrolu míry a rovnoměrnosti odporu a tloušťky ukládané vrstvy, čistoty povrchu, prostředí růstové komory, zabránění difuze dopantů z typicky mnohem více dopovaného substrátu do nové vrstvy, nedokonalosti růstového procesu a ochranu povrchů při výrobě a manipulaci.