外延生长技术概述
第六章外延生长
3、超饱和度（supersaturation）模型 超饱和度（supersaturation）
(1) 超饱和度的定义： 超饱和度的定义：
当超饱和度为正 当超饱和度为正时，系统为超饱和，—— 外延生长； 外延生长； 系统为超饱和， 当超饱和度为负 当超饱和度为负时，系统不饱和， 系统不饱和， —— 刻蚀过程。 刻蚀过程。
d. 其他：RTCVD外延、UHVCVD外延、离子束外延等等 其他：RTCVD外延 UHVCVD外延 外延、 外延、
3、 外延层的作用：独立控制薄膜晶体结构（组分）、厚度、 外延层的作用：独立控制薄膜晶体结构 组分）、厚度、 晶体结构（ ）、厚度
杂质种类及掺杂分布
(1) 双极工艺：器件隔离、解决集电极高击穿电压与串连电阻的矛盾 双极工艺：器件隔离、 (2) CMOS工艺：减小闩锁（Latch-up）效应 CMOS工艺 减小闩锁（Latch-up） 工艺： (3) GaAs工艺：形成特定的器件结构层 GaAs工艺 形成特定的器件结构层 工艺： (4) 其他：制作发光二极管、量子效应器件等 其他：制作发光二极管 量子效应器件等 发光二极管、
超饱和度模型未能预测，因为低浓度下外延生长速率是受气 超饱和度模型未能预测， 相质量输运限制的。 质量输运限制的
c. 超饱和度的值过大，会影响单晶薄膜的质量（与薄膜生长模式 超饱和度的值过大，会影响单晶薄膜的质量（
有关）。 有关）。
4、薄膜生长的三种模式： 薄膜生长的三种模式：
(1) 逐层生长（ 逐层生长（Layer Growth） 理想的外延生长模式 Growth）
该临界尺寸可写为： 该临界尺寸可写为：
其中，U 是表面的界面自由能，V 是原子体 其中， 是表面的界面自由能， 积， σ0 是反应剂的分气压与平衡气压的比 值（称为饱和度）。 称为饱和度 饱和度）。
外延生长的方法有哪些
外延生长的方法有哪些外延生长是指材料沉积在晶体表面基础上的一种生长方式，也称为自下而上的生长方式。
在外延生长过程中，新形成的晶体层沿着晶体的晶面方向生长，从而使整个晶体薄片的尺寸逐渐增大。
外延生长技术广泛应用于半导体行业，例如用于制造集成电路和发光二极管等器件。
下面将介绍几种常见的外延生长方法。
1. 液相外延生长方法液相外延生长是一种基于溶液的生长方法，通过将溶液中的材料沉积在晶体衬底表面来实现生长。
在生长过程中，溶液中的材料原子逐渐结晶并沉积在衬底上。
这种方法可以用于生长多种材料，包括硅、镓、锗等。
通过改变溶液的成分、温度和压力等参数，可以控制晶体生长的形状、尺寸和取向等属性。
2. 气相外延生长方法气相外延生长是一种基于气体的生长方法，通过在预定温度和压力条件下使材料从气态沉积在晶体衬底上，实现晶体的生长。
这种方法常用于生长复杂的硅化物、氮化物和磷化物等材料。
在气相外延生长过程中，材料原子从气态通过化学反应、物理吸附或气体分解等方式沉积在晶面上。
这种方法可以控制晶体生长的取向和形貌，是制备高质量晶体的一种重要方法。
3. 分子束外延生长方法分子束外延生长是一种在超高真空条件下生长薄膜的方法。
在生长过程中，通过利用分子束砷化炉、分子束外延装置等设备，使材料原子经过加热和蒸发的过程，以超高速度沉积在晶体表面上。
这种方法可以控制材料的镉蒸汽压、晶体衬底温度和反应室的压力等参数，从而实现晶体的精确生长和纯度控制。
4. 水热合成外延生长方法水热合成外延生长是一种在高温高压水溶液中生长晶体的方法。
在生长过程中，通过溶液中的化学反应和矿物物质的转移来实现晶体生长。
水热合成外延生长常用于合成高质量的纳米晶体和纳米材料。
通过调节溶液的成分、温度和压力等参数，可以控制材料的尺寸、形状和结构等属性。
5. 熔体外延生长方法熔体外延生长是一种在熔体中生长晶体的方法。
在生长过程中，通过将材料的熔融物质以超低速度沉积在晶体衬底上。
工艺晶体外延生长技术
工艺晶体外延生长技术工艺晶体外延生长技术是一种关于在晶体中维持一个晶体的生长界面，使得它能够以相同的晶体结构在另一个晶体表面上增长的方法。
这种技术在许多领域中都有广泛的应用，例如半导体材料生长、太阳能电池、发光二极管（LED）等。
工艺晶体外延生长技术的基本原理是利用外延原理，通过在已有的晶体表面上沉积新的晶体材料来实现晶体的生长。
在这个过程中，需要先选择一个基底晶体材料，然后在基底上通过一系列的加热和化学反应来使新的晶体材料生长。
这种技术的主要步骤包括：首先，选择一个合适的基底晶体材料，通常是具有与待生长晶体材料相同或相近晶格结构的材料。
然后，在基底的表面上制备一个“种子层”，这个层往往通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法制备。
接下来，在种子层上进行外延生长，一般采用化学气相沉积、分子束外延或金属有机气相外延等方法。
在晶体的生长过程中，需要控制和调节温度、压力、气氛等参数，以实现所需的晶体质量和生长速度。
工艺晶体外延生长技术的优点之一是能够控制晶体的尺寸和形状，可以生长出具有高度均匀性和大面积的晶体。
另外，这种技术还可以在晶体中引入掺杂物，使得晶体具有特殊的电学、光学、磁学性质，进而应用于各种领域。
然而，工艺晶体外延生长技术也存在一些挑战和问题。
例如，晶体生长过程中的杂质和缺陷会对晶体的质量和性能产生不利影响，需要通过优化生长条件和材料选择来解决。
此外，这种技术还需要高精度的仪器和设备来控制生长过程中的各种参数，因此对实验条件和实验操作人员的要求较高。
总之，工艺晶体外延生长技术以其精确控制晶体生长和材料性能的能力，在半导体材料生长、光电子器件等领域具有重要的应用前景。
随着技术的进步和发展，相信这种技术将在更多领域中发挥作用，为科学研究和工业应用提供更多可能性。
工艺晶体外延生长技术在半导体材料生长领域有着重要的应用。
半导体材料是制造集成电路和光电子器件的基础材料，而工艺晶体外延生长技术可以实现高质量、大面积的半导体晶体生长。
外延生长原理概述
外延生长原理概述1. 引言外延生长原理是材料科学与工程领域一个重要的概念，它在材料的生长和形态控制方面起着关键作用。
本文将对外延生长原理进行概述，从基本原理到应用案例，以帮助读者更全面、深刻地理解这个概念。
2. 外延生长原理的基本概念外延生长是指在固体表面上沉积出与基底晶体结构相同的新晶体层的过程。
这种生长方式通常需要在高温条件下进行，通过在基底表面提供适当的气氛和材料源，使新晶体层的原子能够以正确的方式沉积在基底上。
外延生长可以实现单晶材料的制备，并且具有高结晶质量和较低的缺陷密度。
3. 外延生长的关键影响因素外延生长的过程受到多种因素的影响。
其中，温度、气氛、材料源和基底表面的结构是影响外延生长质量和形态控制的关键因素。
适当的温度控制可以提供足够的能量使原子沉积，同时避免过快或过慢的生长。
气氛和材料源的组成和流量可以调节原子的供应和表面反应速率，从而影响沉积速度和杂质控制。
基底表面的结构和取向对晶体生长的方向和取向有重要影响。
4. 外延生长的应用案例外延生长在半导体器件和光电子器件制造中具有广泛的应用。
外延生长被用于制备各种半导体材料如硅、镓化合物和氮化物等的薄膜和异质结构。
通过控制外延生长的条件和参数，可以实现不同的材料和结构，从而满足不同器件的需求。
外延生长还用于制备纳米材料、量子结构和超晶格等功能材料，以及太阳能电池、激光器和传感器等光电子器件。
5. 总结和回顾外延生长是一种重要的材料生长技术，具有广泛的应用前景。
本文概述了外延生长原理的基本概念、关键影响因素和应用案例。
通过深入探讨这些方面，我希望读者能够更全面、深刻地理解外延生长原理，并认识到它在材料科学与工程中的重要性和潜力。
意见和观点：外延生长技术作为一种重要的材料制备技术，在现代科技发展中发挥着关键的作用。
通过外延生长，可以获得高质量和精密控制的薄膜和异质结构，为各种器件的制备和性能提升提供了重要手段。
随着新材料的不断涌现和对功能材料的需求增加，外延生长技术将继续发展壮大，并为科学研究和技术创新提供更广阔的空间。
外延生长的基本原理
外延生长的基本原理一、引言外延生长是一种重要的制备薄膜和纳米结构的方法，它在微电子学、光电子学、能源材料等领域得到广泛应用。
本文将介绍外延生长的基本原理。
二、外延生长的定义外延生长是指在晶体表面上沉积一个与衬底同晶向的单晶薄膜或纳米结构。
这个过程可以通过化学气相沉积（CVD）、分子束外延（MBE）等方法实现。
三、衬底选择衬底是外延生长中非常重要的因素，因为它决定了沉积物的结构和性质。
通常选择衬底与待沉积物具有相同或相似的晶格常数和热膨胀系数，以便保证外延层与衬底之间具有良好的匹配度。
同时，衬底表面应该光滑平整，以便于沉积物在其上均匀生长。
四、晶体表面准备在进行外延生长前，需要对晶体表面进行处理，以去除表面杂质和缺陷，并提高其结晶质量。
这个过程称为表面准备。
表面准备的方法包括机械抛光、化学腐蚀、离子注入等。
五、生长过程在外延生长的过程中，先将衬底放置于反应室中，然后向反应室中送入所需气体，通过加热或辅助电场等手段使气体分解并在衬底表面上沉积出晶体。
沉积物的厚度和形貌可以通过控制反应条件（例如温度、压力、气体流量等）来调节。
六、外延生长的基本原理外延生长的基本原理是晶体生长原理。
当气相中存在足够多的原子或分子时，它们会在晶体表面吸附并形成临界核心。
随着吸附原子或分子数量的增加，临界核心逐渐扩大并形成一个新的晶体层。
这个过程可以持续进行直到达到所需厚度。
七、结论综上所述，外延生长是一种重要的制备薄膜和纳米结构的方法，其基本原理是晶体生长原理。
在进行外延生长前需要选择合适的衬底和进行表面处理。
通过控制反应条件可以调节沉积物的厚度和形貌。
外延生长技术在半导体领域的应用研究
外延生长技术在半导体领域的应用研究外延生长技术是指利用化学气相沉积、物理气相沉积、分子束外延等方法，在晶体基底上生长单晶材料。
在半导体领域，外延生长技术的应用已经非常广泛，尤其是在集成电路、光电器件、微电子机械系统等方面得到了广泛的应用。
一、外延生长技术的研究与发展历程外延生长技术起源于20世纪60年代，最初是用于研究生长过程中材料的晶体结构和物理性质，并研究材料应用于光电器件和半导体器件上的效应。
到了20世纪70年代，研究人员开始将外延生长技术应用于模拟半导体器件和光电器件，研究与实验表明这种方法可以对半导体领域的研究和应用做出巨大贡献。
二、外延生长技术在半导体集成电路领域的应用外延生长技术在半导体集成电路领域的应用非常广泛，主要是用于制作高速、低功耗的场效应晶体管，同时也用于制作达到微米和亚微米级别的 CMOS 工艺。
这种技术的应用使得半导体器件的集成度得到了极大的提高，同时也提高了半导体器件的可靠性和性能。
三、外延生长技术在光电器件领域的应用外延生长技术也可以用于制作光电器件，为此必须在晶体基底上生长单晶材料，并实现高质量生长。
同时，还需要控制外延膜厚度和晶体结构以及优化器件的制作工艺。
这种技术已经在半导体激光器、半导体光电二极管、太阳能电池等领域得到了广泛应用。
这些器件具有高质量能源转换和极高的集成度，可以有效地改善现有能源利用效率并探索新形势下的可再生能源。
四、外延生长技术在微电子机械系统领域的应用外延生长技术在微电子机械系统领域的应用主要是指生长单晶和多层异质结构，并通过刻蚀和整合加工技术制作出高效、高灵敏度的微机械系统。
微机械系统已经在汽车、航空航天和医疗等领域得到广泛应用，同时也为人们制造更小的并可以带有更多功能的电子设备提供了可能。
总之，外延生长技术在半导体领域的应用非常广泛，对现代科技与工业的发展起到重要作用。
未来，随着半导体科技的持续发展和微纳米技术的快速发展，外延生长技术还将在更多领域得到应用。
LED外延生长工艺概述
LED外延生长工艺概述1.基础概念：外延层是LED的活性层，也是发光层，通过注入电流和激发外延层的电子和空穴，发生复合释放出光子产生发光效果。
外延层的材料通常是由砷化镓(AlGaAs)或磷化镓(AlGaP)等半导体材料组成。
2.材料选择：在选择外延材料时需要考虑一系列的因素，比如材料的能带结构、禁带宽度、透明度、热导率等。
常用的外延材料有AlGaAs、GaAs、InP等。
根据不同的LED器件类型和应用需求，选择合适的外延材料是非常重要的。
3.工艺步骤：-衬底处理：将衬底（通常是蓝宝石或硅基片）进行表面处理，保证衬底表面的平整度、净度等要求。
-衬底预干燥：将衬底置于干燥炉中进行预干燥，以去除杂质和残留水分，保证外延层的纯净度。
-衬底预热：将预干燥后的衬底置于高温炉中进行预热，通过升温、保温等步骤，改善晶体生长的均匀性和晶格匹配性。
-外延层生长：通过化学气相沉积(CVD)或分子束外延(MBE)等技术，在衬底上生长外延层，控制生长时间、温度、气体流量等参数，使外延层尺寸和晶格与衬底匹配。
-冷却：将生长完的样品从外延炉中取出，放置在冷却台上，冷却样品，防止膨胀致使样品破裂。
-切割：将外延层生长完的样品切割成合适的大小，以便进行后续器件制备工艺。
4.常见问题：-杂质控制：在外延层生长过程中，杂质的控制是关键。
杂质的存在会导致材料性能下降，形成缺陷和不均匀性。
因此，需要采取相应的措施，比如采用高纯度原料、优化生长工艺等，控制杂质含量。
-生长速率控制：外延层的生长速率是影响品质的关键因素之一、如果生长速率过快，容易形成缺陷；生长速率过慢，则会影响生产效率。
因此，需要掌握适当的生长速率范围，以确保晶体品质和产量。
-晶格匹配：外延材料和衬底的晶格匹配性对于外延层质量的影响很大。
晶格不匹配会导致外延层晶格畸变、晶面偏转和缺陷生成，从而影响光学和电学效果。
因此，在选择外延层材料和衬底时需要注意晶格匹配性。
总结：LED外延生长工艺是制备高品质LED器件的关键步骤，通过合理的外延层生长工艺，可以提高LED的性能和可靠性。
MOCVD外延生长技术简介
MOCVD外延生长技术简介摘要：MOCVD外延技术是国内目前刚起步的技术，本文主要介绍外延的基本原理以及目前世界上主要外延生产系统的设计原理及基本构造。
外延生长的基本原理是，在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有红宝石和SiC两种）上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。
目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。
MOCVD金属有机物化学气相淀积（Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，简称MOCVD），1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。
该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN（氮化镓）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极管芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。
第一章外延在光电产业角色近十几年来为了开发蓝色高亮度发光二极管，世界各地相关研究的人员无不全力投入。
而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管ＬＥＤ及激光二级管ＬＤ的应用无不说明了Ⅲ－Ⅴ族元素所蕴藏的潜能，表１－１为目前商品化ＬＥＤ之材料及其外延技术，红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主，而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓ＧａＡｓＰ材料为主。
ＭＯＣＶＤ机台是众多机台中最常被使用来制造ＬＥＤ之机台。
而ＬＥＤ或是ＬＤ亮度及特性的好坏主要是在于其发光层品质及材料的好坏，发光层主要的组成不外乎是单层的ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井ＳｉｎｇｌｅＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ或是多层的量子井ＭｕｌｔｉｐｌｅＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ，而尽管制造ＬＥＤ的技术一直在进步但其发光层ＭＱＷ的品质并没有成正比成长，其原是发光层中铟Ｉｎｄｉｕｍ的高挥发性和氨ＮＨ３的热裂解效率低是ＭＯＣＶＤ机台所难于克服的难题，氨气ＮＨ３与铟Ｉｎｄｉｕｍ的裂解须要很高的裂解温度和极佳的方向性才能顺利的沉积在ＩｎＧａＮ的表面。
外延生长法
外延生长法
外延生长法是一种常见的材料生产方法，它是通过在晶体表面沉积原子或分子来制备单晶或多晶材料。
在这种方法中，材料的结构和组成可以被严格控制，从而使其具有精确的物理和化学特性。
外延生长法常用于制备半导体材料，如硅、镓、砷化镓等。
该方法通过在晶体基板表面形成一个小的晶种，然后在这个晶种周围沉积材料，以逐渐形成一个完整的晶体。
这个过程在高温和真空下进行，以确保材料的纯度和晶体结构的稳定性。
外延生长法的主要优点是可以制备大面积、高质量的单晶或多晶材料，同时可以通过改变生长条件来调节材料的物理和化学性质。
这种方法还可以在材料表面上形成复杂的结构和纳米尺度的特征，这些特征在电子学、光学和磁学等领域中具有重要的应用。
外延生长法的缺点是需要高成本的材料和设备，并需要精确的控制和监测生长过程。
此外，这种方法有时会产生材料表面缺陷和晶格失配问题，这可能影响材料的性能和稳定性。
总之，外延生长法是一种重要的材料生产方法，它可以制备高质量、精确控制的单晶或多晶材料，并具有广泛的应用前景。
在未来，随着技术的不断发展和改进，外延生长法将在各种领域中发挥更大的作用。
纳米薄膜的外延生长
外延生长的纳米薄膜具有晶体质量高 、完整性好、界面清晰、晶体取向一 致等优点，广泛应用于电子、光学、 磁学等领域。
历史与发展
早期发展
当前进展
20世纪60年代，人们开始研究外延生 长技术，主要应用于半导体材料的外 延生长。
目前，纳米薄膜外延生长技术已经广 泛应用于各种材料体系，如半导体材 料、氧化物材料、铁电材料等。
光学滤镜和反射镜
通过外延生长不同折射率的薄膜， 可以制作出高性能的光学滤镜和 反射镜，应用于光学仪器、摄影 等领域。
在生物医学中的应用
生物传感器
利用外延生长的纳米薄膜可以制作出高灵敏度和选择性的生物传 感器，用于检测生物分子、细胞和微生物等。
药物输送
通过外延生长技术将药物分子嵌入纳米薄膜中，可以实现药物的 精准输送和治疗。
基底材料的表面粗糙度和清洁度会影响薄膜的附 着力和均匀性。
基底材料的导热性能和热膨胀系数对生长温度和 薄膜质量有影响。
生长温度的影响
1
生长温度是影响纳米薄膜外延生长的关键因素之 一。
2
温度的高低直接影响到原子或分子的运动速度和 扩散能力，从而影响薄膜的生长速率和晶体结构。
3
在适宜的温度范围内，提高生长温度可以促进原 子或分子的扩散和迁移，有利于薄膜的生长。
探索纳米薄膜在新能源、生物医学、环境治理等新兴领域的应用， 开发具有市场潜力的新产品。
跨学科合作
加强与其他学科领域的合作，推动纳米薄膜在交叉学科中的应用研 究，拓展应用领域。
国际化合作与交流
加强国际合作与交流，引进先进技术和管理经验，提高纳米薄膜外 延生长的国际竞争力。
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成核
在原子吸附的基础上，通过扩散和迁移，原子聚集形成晶核，进而发展成为完 整的晶体结构。
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MOCVD设备 Thomas Swan的设备外型
MBE
分子束外延（MBE）是70年代在真空蒸发的基础上迅速发展起来 的制备极薄单晶层和多层单晶层薄膜的新技术。其基本原理是在超高真 空系统中（真空度优于10-11Pa，分子平均自由程可达1m）将组成化合 物的元素材料分别装入喷射炉内，对面喷射炉相隔一定距离放置衬底 （加热到600-700℃）。从喷射炉喷出的热分子或热原子束射到衬底表 面并延表面移动，与表面发生反应生长成单晶薄膜。
瞬态法共有：平衡冷却法，分步冷却法，过冷法和两相溶液法四种
1）平衡冷却法 当温度达到T1时，溶液刚好饱和，使衬底与溶液接触，即在接触瞬间
两种处于平衡状态。然后以恒定的降温速率，一边冷却，一边生长（本方 法对应于过冷度ΔT=0，降温速率α≠0）。 2）分步冷却法
这种工艺首先使溶液在温度T1下饱和，将衬底与溶液接触，并迅速冷却 到Tg（不能出现自发结晶），此后保持Tg不变进行生长直至结束。 3）过冷法
LED制造系列之---外延生长
外延生长的定义与种类
定义：外延生长就是指在某种起始单晶（衬底）上生长 具有相同或接近的结晶学取向的薄层单晶的过程
1. 液相外延（LPE） 2. 金属有机化学汽相沉积（MOCVD） 3. 分子束外延（MBE） 4. 化学分子束外延（CBE）
液相外延（LPE）
液相外延是指在某种饱和或过饱和溶液中在单晶衬底 上定向生长单晶薄膜的方法。生长的单晶薄膜可以与衬底 的晶向相同，也可以相对于衬底表面的晶向具有另一种特 定的晶格取向。液相外延时，首先在较高温度下把加有溶 质的溶剂溶解成溶液，当冷却到较低温度时，溶液就变成 过饱和状态。当衬底与这种溶液接触并逐渐降温时，溶质 就将从溶剂里析出，在衬底上延伸出新的单晶层，生长层 的组分（包括掺杂）由相图来决定。
LED芯片MOCVD外延生长
LED芯片具有高效、节能、环保 、寿命长等优点，广泛应用于照 明、显示、背光等领域。
MOCVD外延生长在LED芯片制造中的重要性
01
02
03
实现高效发光
通过MOCVD外延生长技 术，可以在合适的衬底上 生长出高质量的发光层， 实现高效发光。
提高芯片性能
MOCVD外延生长技术可 以精确控制材料组分和厚 度，从而优化LED芯片的 性能。
MOCVD技术具有较低的成本和较高的经济 效益，使得LED芯片更具市场竞争力。
缺点
设备成本高
MOCVD设备成本较高，增加 了LED芯片的生产成本。
外延层质量不稳定
由于各种因素的影响，外延层 的质量有时会出现不稳定的情 况，影响LED芯片的性能和可靠 性。
操作难度大
MOCVD技术的操作难度较大 ，需要专业技术人员进行操作 和维护。
LED芯片MOCVD外延生 长
• MOCVD外延生长技术简介 • LED芯片与MOCVD外延生长的关系 • LED芯片MOCVD外延生长的过程 • LED芯片MOCVD外延生长的优缺点 • LED芯片MOCVD外延生长的未来发展
01
MOCVD外延生长技术简介
MOCVD技术的定义
MOCVD（Metallorganic Chemical Vapor Deposition）即金属有机化合物化学 气相沉积技术，是一种在半导体材料表面上进行外延生长的技术。
MOCVD技术可用于制备高效太阳能电池，如异质结太阳能电池、多结太阳能电池等，提 高光电转换效率。
光电子器件
MOCVD技术还可用于制备光电子器件，如激光器、探测器等，广泛应用于光通信、光传 感等领域。
02
LED芯片与MOCVD外延生长的关系
微细加工技术06外延生长
第六章 外延生长（epitaxy growth）§6.1引言6.1.1外延生长外延生长实质上是一种材料科学的薄膜加工方法，其含义是：在一个单晶的衬底上，定向地生长出与基底晶态结构相同或类似的晶态薄层。
外延生长过程中，一般要求能控制生长的结晶取向和杂质的含量，是产生具有特殊物理性质的半导体薄膜层的重要方法。
在硅IC集成技术中，与扩散方法相比，它不需很长的扩散时间，还能产生均匀的掺杂层。
在GaAs等新IC和集成光学技术中，它更是产生特殊的纳米厚度多层结构，包括异质结、超晶格、量子阱等的重要手段。
下图为外延生长技术制备的单量子阱和多量子阱激光器的结构原理图例。
图6.1 外延技术形成的单量子阱和多单量子阱结构根据外延生长物质的来源，外延分汽相外延与液相外延两种。
在微电子与光电子技术中，以汽相外延为主。
又可根据汽相外延过程的性质，分为以物理过程为主的（典型例子是分子束外延－MBE ），和以基于化学反应过程的化学汽相外延（典型例子是金属有机物化学汽相外延生长－MOVPE ）。
现代的外延生长主要是汽相生长。
在汽相外延生长过程中，汽相原子的凝结（淀积）与蒸发是相逆的两个环节。
沉积到固体表面的原子经历的不是一个简单的过程。
它可能被固体表面粘附、沿表面扩散和迁移，还可能从固体表面再蒸发出去。
如果一个原子入射到表面，并且没有足够的、向外运动的动量，它就停留在表面上，称为粘附。
否则，这个原子具有足够的能量和向外运动的动量，则发生再蒸发。
粘附的原子可能再蒸发，其间有一个停留时间。
在此时间范围，它可能迁徙运动到合适的晶格位置，自由粘附的原子才对薄膜的生长做出贡献。
粘附原子数目与入射原子的数目比值，称为粘附系数。
在温度高于某个临界的温度，或基片表面前汽相原子的密度低于某个临界值时，以再蒸发为主，就不可能淀积成膜。
临界温度和临界密度的关系是：()224.710exp 2800/c c n T =×−基片的温度低于临界温度，或蒸汽密度高于临界密度时，以凝结为主，但一般也不是100％凝结，有一个小于1的凝结（粘附）系数α。
外延生长技术在半导体材料制备中的应用
外延生长技术在半导体材料制备中的应用近年来，随着信息技术的飞速发展，人们对电子产品的需求越来越大。
而作为电子产品的核心材料之一，半导体材料的制备技术也越来越重要。
外延生长技术就是一种在半导体材料制备过程中被广泛运用的技术。
它可以通过在晶体表面上形成一层材料晶层来扩大晶体的尺寸和改变其性能。
本文将从外延生长技术的原理、应用领域和挑战等方面进行论述。
首先，让我们来了解一下外延生长技术的原理。
外延生长技术是一种从基底晶体表面开始形成半导体材料晶层的方法。
它基于熔融或气相的物质沉积机制，通过在基底晶体上沉积材料原子和分子来形成薄膜。
这种技术可以控制晶层的厚度和成分，并且能够在晶体的表面上生长出无限大的晶体。
通过控制生长条件和材料选择，可以实现对晶体的尺寸和性能的精确控制。
外延生长技术在半导体材料制备中具有广泛的应用领域。
首先，它在光电器件领域中有重要作用。
外延生长技术可以用于制备高质量的半导体薄膜，如LED（发光二极管）和激光二极管。
这些薄膜可以用于制造高效能的照明设备和高速通信设备。
其次，外延生长技术还可以用于制备光学和光伏器件。
通过控制生长条件和材料选择，可以制备出各种不同波段的半导体材料，实现宽波段的光吸收和发射，从而应用于光通信和太阳能电池等领域。
然而，外延生长技术在应用中也面临着一些挑战。
首先，材料选择是一个重要的问题。
不同的半导体材料具有不同的生长模式和参数要求，因此在选择合适的材料时需要综合考虑生长条件和应用要求。
其次，生长过程中的缺陷和杂质也是一个难题。
由于生长过程中外界环境的影响，晶体内部往往会出现各种缺陷，如晶格畸变、位错和杂质。
这些缺陷会降低材料的电学和光学性能，因此需要通过表面改性和后处理等方法进行修复。
最后，技术的标准化和规模化生产也是一个挑战。
外延生长技术通常需要高温和高真空环境，因此设备的设计和运作非常复杂。
此外，大规模生产需要对工艺进行标准化，以保证产品的一致性和稳定性。
半导体材料第讲外延
CVD具有生长速度快、成膜均匀 、适用范围广等优点，是半导体 外延生长中常用的方法之一。
物理气相沉积（PVD）原理
物理气相沉积是一种利用物理过程将气态物质转化为固态薄膜的过程。 在半导体外延生长中，PVD通过控制物理过程，如真空蒸发、溅射等， 使所需的半导体材料在已有的衬底上生长。
PVD生长过程中，通常将衬底置于真空腔室内，通过加热或使用高能粒 子束将源材料蒸发或溅射成原子或分子状态，然后在衬底表面沉积形成
绿色化
发展环保型外延生长技术和低能耗设 备，降低外延材料制备过程中的环境 污染和能源消耗。
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通信领域
外延生长技术在通信领域中主要 用于制造高速光电子器件、激光 器、探测器等，如光纤通信中的
光放大器、光调制器等。
电力电子领域
外延生长技术在电力电子领域中主 要用于制造高效能功率器件，如电 力电子系统中的开关管、整流器等 。
传感器领域
外延生长技术在传感器领域中主要 用于制造高灵敏度、高精度传感器 ，如气体传感器、湿度传感器等。
02
外延生长的基本原理
化学气相沉积（CVD）原理
化学气相沉积是一种利用化学反 应将气态物质转化为固态薄膜的 过程。在半导体外延生长中， CVD通过控制化学反应的条件， 如温度、压力、气体流量等，使 所需的半导体材料在已有的衬底 上生长。
CVD生长过程中，通常将含有构 成薄膜元素的反应气体引入反应 腔室，在高温和低压条件下，反 应气体在衬底表面发生化学反应 ，形成固态薄膜。
纳米结构外延
利用纳米结构作为模板或种子， 在外延生长过程中控制晶体取向 和形貌，以提高外延材料的特殊
性能和应用价值。
外延生长技术的发展趋势
第六章外延生长
3、 外延层的质量：
低缺陷密度、厚度及其均匀性、掺杂杂质的再分布最小
4、硅外延前的清洗工艺：
去除表面氧化层、杂质（有机物、无机物金属离子等）和颗粒 (1) 化学清洗工艺：高纯度化学溶液清洗→高纯度去离子水冲洗 →高纯度N2甩干
SC-1的主要作用是去除微颗粒，利用NH4OH的弱碱性来活化硅
的表面层，将附着其上的微颗粒去除
(3)
逐层+岛式生长（Layers and Islands Growth）
5、硅片表面的化学反应
(1) 在化学反应限制区，不同硅源的化学反应激活能是相似的。 (2) 一般认为，硅外延速率受限于H从硅片表面的解吸附过程。
(3) 硅片表面的主要反应剂是SiCl2，反应剂是以物理方式吸附
在硅片表面。
图14.8 不同硅源外延淀积速率与温度的关系
通过改进衬底制备工艺、清洗工艺和外延工艺条件，可极大 改善上述缺陷密度。 (2) 外延层的图形漂移： 外延生长速率与晶向有关，{111}面的图形漂移最严重。
四、硅的气相外延工艺
1、 反应原理：
氢还原反应： 硅烷分解反应： 外延工艺一般在常压下进行
2、 影响外延生长速率的主要因素：
反应温度、反应剂浓度、气体流速、反应腔形状结构、 衬底晶向等。
2)
因此，需要采用与CVD技术中类似的方法，通过将VPE过程分
成几个连续步骤，来建立描述VPE的更精确的模型。
2、连续步骤模型
描述生长过程的更精确的模型
2）传输到硅片表面； 1) VPE步骤包括： 1）气相分解； 3）吸附；4）扩散；5）分解；6）反应副产物的解吸附。 注意：VPE中的每一步 骤都可能影响外延生长 的速率，其中进行得最 慢的一步是关键限制因
现代光电子学中的外延生长技术研究
现代光电子学中的外延生长技术研究光电子学是一门涉及电子学和光学的交叉学科。
现今，光电子学已经成为了当今世界的重要发展领域，被广泛应用于通信、信息存储、显示技术、医学、环保等众多领域。
光电子学的一个基础是外延生长技术，这种技术已成为制备光电子器件的主要方式。
本文将对现代光电子学中的外延生长技术进行详细研究。
一、外延生长技术基本原理外延生长技术是通过在一种晶体的表面沉积另一种晶体来制备光电子器件。
外延生长技术中的晶体通常指半导体晶体，因为半导体材料具有优良的光电特性，被广泛应用于光电子学中。
外延生长技术的基本原理是利用一个尺寸小于晶体间距的原子层来沉积新晶体，这种原子层叫做外延层。
利用外延生长技术生长的晶体称为外延片。
外延生长技术的过程是将被生长晶体的基片置于一个固态或液态外延片源上，外延片源中的原子或者分子将在龙骨上沉积形成一个外延层，外延层的晶体结构必须与龙骨晶体的结构匹配。
通过熔炼晶体或者提高外延片源的温度，可以使沉积的晶体沉积在沉积层上继续生长。
这样，就可以制备出高质量的单晶片和从多层外延片中切出的晶体。
二、外延生长技术的种类外延生长技术具有非常广泛的应用，其中包括金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延法（MBE）、气相输运法和液相外延法等等。
这些方法都具有非常重要的应用和潜力。
1、 MOCVDMOCVD是外延生长技术中最常用的方法之一。
MOCVD法具有许多优点，例如高效性、极高的沉积速率、易于控制和适应性等优点。
MOCVD法可以通过结构、组分、大小和缩放等参数控制沉积晶体的生长。
目前，MOCVD法已经广泛应用于制备LED、激光器、太阳能电池等领域。
2、MBEMBE法是通过分子束沉积来实现单原子沉积的技术，具有精度高的优点，可用于在一般化学反应限制条件下进行沉积的某些半导体材料的设备成形。
MBE法的发展已经包括高分辨率光束蒸发（HRMBE）和低能量电离鼓泡电离化（LEMBE）等。
分子束外延生长
分子束外延生长
分子束外延生长技术是近年来在半导体材料领域中风头正劲的一种方法。
它是一种通过分子束瞄准基底表面进行生长的技术，具有高度的精确度和可控性。
这种技术在半导体器件、量子点、纳米线等方面都有广泛的应用。
分子束外延生长技术的核心是通过气相生长来控制材料的组织结构和形态，从而获得更加理想的生长均一度和结晶质量。
在实际应用中，该技术广泛应用于硅基材料、锗基材料、氮化物材料等领域。
它不仅可以用来制备具有高电子迁移率的高性能晶体管，还可以用来制备高效的光电器件。
分子束外延生长技术的工艺是一个复杂的过程，需要高质量的设备和仪器。
生长材料必须先被加热至一定的温度，然后以分子束为载体进行注入。
通过依次添加气体、除去杂质后进行生长的，可控温度和良好真空度是关键。
通过精细的反馈控制，材料的厚度和组织结构可以得到非常精确的控制。
此外，分子束外延生长技术一般需要高度精确的控制，即需要得到非常高的单晶质量才能达到其本质效应。
因此，对于材料的表面和晶面缺陷的要求非常高。
在实际应用中，为了弥补材料表面和晶面缺陷对材料性能的不利影响，还需要通过其他技术进行后期处理。
总之，分子束外延生长技术是一种非常重要的材料制备方法。
一方面，它可以用来制备更高性能的半导体材料，另一方面它也可以用
来制备高效的光电器件。
不过，由于其工艺的复杂性，需要精心设计和控制好整个生长过程，同时也需要后期诸多处理手段来完善。
因此，未来的研究和开发，需要进一步完善相关的控制技术和设备。
范德华外延生长的定义
范德华外延生长的定义范德华外延生长，是指范德华力学中一种特殊的生长方式，它在机械应力的作用下，在晶体的表面或界面上发生生长。
范德华外延生长在材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用和重要的意义。
范德华外延生长可以通过控制晶体表面的结构和晶格匹配来实现。
晶体表面的结构和晶格匹配与晶体的生长方向有关，通过调整晶体表面的结构和晶格匹配，可以实现范德华外延生长的控制和优化。
范德华外延生长的基本原理是利用晶格的相互作用力来促使晶体在特定方向上生长。
这种生长方式可以在原子级别上实现晶格的延伸和扩展，从而形成具有特定结构和性质的纳米材料。
范德华外延生长的应用非常广泛。
在纳米技术领域，范德华外延生长可以用于制备纳米线、纳米棒、纳米管等纳米结构材料。
这些纳米结构材料具有独特的电子、光学和力学性质，被广泛应用于纳米电子器件、光电器件、传感器等领域。
此外，范德华外延生长还可以用于制备超薄膜、多层膜和异质结构材料，这些材料在光电子学、半导体器件和能源存储等领域具有重要的应用价值。
范德华外延生长的实现需要精确的控制和优化。
首先，需要选择合适的基底材料，以实现晶格匹配和生长方向的控制。
其次，需要控制生长温度、气氛和生长速率等参数，以获得理想的生长结果。
最后，需要使用表征技术对生长的纳米材料进行结构和性质的表征，以验证生长的质量和一致性。
为了进一步提高范德华外延生长的控制性和可扩展性，需要深入研究范德华力学和生长动力学等基础理论，并结合计算模拟和实验方法进行研究。
范德华外延生长作为一种重要的纳米制备技术，在材料科学和纳米技术领域具有广阔的发展前景。
通过精确控制和优化范德华外延生长过程，可以实现纳米结构材料的制备和性能调控，为纳米器件和纳米技术的发展提供有力支持。
此外，范德华外延生长还可以与其他纳米制备技术相结合，实现多种纳米结构的组合和集成，进一步拓展纳米材料的应用领域。
范德华外延生长是一种重要的纳米制备技术，具有广泛的应用和重要的意义。
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外延生长技术概述由 LED 工作原理可知,外延材料是LED的核心部分,事实上,LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延材料。
发光二极管对外延片的技术主要有以下四条：①禁带宽度适合。
②可获得电导率高的P型和N型材料。
③可获得完整性好的优质晶体。
④发光复合几率大。
外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在,金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical VaporDeposition,简称MOCVD)技术生长III-V族,II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法。
II、III族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物,如：Ga(CH3)3,In(CH3)3,Al(CH3)3,Ga(C2H5)3,Zn(C2H5)3等,它们大多数是高蒸汽压的液体或固体。
用氢气或氮气作为载气,通入液体中携带出蒸汽,与V族的氢化物(如NH3,PH3,AsH3)混合,再通入反应室,在加热的衬底表面发生反应,外延生长化合物晶体薄膜。
MOCVD具有以下优点：用来生长化合物晶体的各组份和掺杂剂都可以以气态方式通入反应室中,可以通过控制各种气体的流量来控制外延层的组分,导电类型,载流子浓度,厚度等特性。
因有抽气装置,反应室中气体流速快,对于异质外延时,反应气体切换很快,可以得到陡峭的界面。
外延发生在加热的衬底的表面上,通过监控衬底的温度可以控制反应过程。
在一定条件下,外延层的生长速度与金属有机源的供应量成正比。
MOCVD及相关设备技术发展现状：MOCVD技术自二十世纪六十年代首先提出以来,经过七十至八十年代的发展,九十年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术。
目前已经在砷化镓、磷化铟等光电子材料生产中得到广泛应用。
日本科学家Nakamura将MOCVD应用氮化镓材料制备,利用他自己研制的MOCVD设备(一种非常特殊的反应室结构),于1994年首先生产出高亮度蓝光和绿光发光二极管 ,1998年实现了室温下连续激射10,000小时,取得了划时代的进展。
到目前为止,MOCVD是制备氮化镓发光二极管和激光器外延片的主流方法,从生长的氮化镓外延片和器件的性能以及生产成本等主要指标来看,还没有其它方法能与之相比。
国际上MOCVD设备制造商主要有三家：德国的AIXTRON公司、美国的EMCORE公司(Veeco)、英国的ThomasSwan 公司(目前Thomas Swan公司被AIXTRON公司收购),这三家公司产品的主要区别在于反应室。
这些公司生产MOCVD设备都有较长的历史,但对氮化镓基材料而言,由于材料本身研究时间不长,对材料生长的一些物理化学过程还有待认识,因此目前对适合氮化镓基材料的MOCVD设备还在完善和发展之中。
国际上这些设备商也只是1994年以后才开始生产适合氮化镓的MOCVD设备。
目前生产氮化镓中最大MOCVD设备一次生长24片(AIXTRON 公司产品)。
国际上对氮化镓研究得最成功的单位是日本日亚公司和丰田合成,恰恰这些公司不出售氮化镓生产的MOCVD设备。
日本酸素公司生产的氮化镓-MOCVD设备性能优良,但该公司的设备只在日本出售。
MOCVD设备的发展趋势：研制大型化的MOCVD设备。
为了满足大规模生产的要求,MOCVD设备更大型化。
目前一次生产24片2英寸外延片的设备已经有商品出售,以后将会生产更大规模的设备,不过这些设备一般只能生产中低档产品；研制有自己特色的专用MOCVD设备。
这些设备一般只能一次生产1片2英寸外延片,但其外延片质量很高。
目前高档产品主要由这些设备生产,不过这些设备一般不出售。
1)InGaAlP四元系InGaAlP化合物半导体是制造红色和黄色超高亮度发光二极管的最佳材料,InGaAlP外延片制造的LED发光波段处在550～650nm之间,这一发光波段范围内,外延层的晶格常数能够与GaAs衬底完善地匹配,这是稳定批量生产超高亮度LED外延材料的重要前提。
AlGaInP超高亮度LED采用了MOCVD的外延生长技术和多量子阱结构,波长625nm附近其外延片的内量子效率可达到100%,已接近极限。
目前MOCVD生长InGaAlP外延片技术已相当成熟。
InGaAlP外延生长的基本原理是,在一块加热至适当温度的GaAs衬底基片上,气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到GaAs衬底表面,生长出具有特定组分,特定厚度,特定电学和光学参数的半导体薄膜外延材料。
III族与V族的源物质分别为TMGa、TEGa、TMIn、TMAl、PH3与AsH3。
通过掺Si或掺Te以及掺Mg或掺Zn生长N型与P型薄膜材料。
对于InGaAlP薄膜材料生长,所选用的III族元素流量通常为(1-5)×10-5克分子,V族元素的流量为(1-2)×10-3克分子。
为获得合适的长晶速度及优良的晶体结构,衬底旋转速度和长晶温度的优化与匹配至关重要。
细致调节生长腔体内的热场分布,将有利于获得均匀分布的组分与厚度,进而提高了外延材料光电性能的一致性。
2)lGaInN氮化物半导体是制备白光LED 的基石,GaN基LED外延片和芯片技术,是白光LED的核心技术,被称之为半导体照明的发动机。
因此,为了获得高质量的LED,降低位错等缺陷密度,提高晶体质量,是半导体照明技术开发的核心。
GaN外延片的主要生长方法：GaN外延片产业化方面广泛使用的两步生长法,工艺简述如下：由于GaN和常用的衬底材料的晶格失配度大,为了获得晶体质量较好的GaN外延层,一般采用两步生长工艺。
首先在较低的温度下(500～600℃)生长一层很薄的GaN和AIN作为缓冲层,再将温度调整到较高值生长GaN外延层。
Akasaki首先以AIN作为缓冲层生长得到了高质量的GaN晶体。
AlN能与GaN较好匹配,而和蓝宝石衬底匹配不好,但由于它很薄,低温沉积的无定型性质,会在高温生长GaN外延层时成为结晶体。
随后Nakamura发现以GaN为缓冲层可以得到更高质量的GaN晶体。
为了得到高质量的外延层,已经提出很多改进的方法,主要如下：①常规LEO法LEO是一种SAE(s el ective area epitaxy)方法,可追溯到Nishinaga于1988年对LPE(liquidphase epitaxy)的深入研究,LEO常用SiO2或SiNx作为掩膜(mask),mask 平行或者垂直衬底的{11-20}面而放置于buffer或高温生长的薄膜上,mask的两种取向的侧向生长速率比为1.5,不过一般常选用平行方向(1-100)。
LEO具体生长过程,GaN在窗口区向上生长,当到达掩膜高度时就开始了侧向生长,直到两侧侧向生长的GaN汇合成平整的薄膜。
② PE(Pendeo epitaxy)法1. 衬底上长缓冲层,再长一层高温GaN2. 选择腐蚀形式周期性的 stripe及trench,stripe 沿(1-100)方向, 侧面为｛11-20｝3. PE生长,有二种模式。
Model A：侧面｛11-20｝生长速率大于(0001)面垂直生长速率；Model B：开始(0001)面生长快,紧接着又有从新形成的｛11-20｝面的侧面生长。
一般生长温度上升,modelA可能性增大,有时在同一个PE生长会同时出现两种生长模式,这是由于生长参数的微小波动造成扩散特性的改变,从而也揭示了与生长运动学有关的参数(如平均自由程,平均寿命)相联系的阈值能量很低。
PE生长得到的GaNTD密度下降了4-5个个量级,SEM显示侧面生长的GaN汇合处或者是无位错或者是空洞,但在这些空洞上方的GaN仍为无位错区；AFM显示PE生长的GaN表面粗糙度仅为原子级,相当光滑；实验表明,PE生长比相同结构的LEO生长快4-5倍,且PE GaN的应力比LEOGaN中的小5-10倍。
3)其它新型外延材料ZnO 本身是一种有潜力的发光材料。
ZnO的禁带宽度为3.37eV,属直接带隙,和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比,它在380nm附近紫光波段发展潜力最大,是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体激光器的候选材料。
这是因为,ZnO的激子束缚能高达60meV,比其他半导体材料高得多(GaN为26meV),因而具有比其他材料更高的发光效率。
ZnO材料的生长非常安全,既没有GaAs那样采用毒性很高的砷烷为原材料,也没有GaN 那样采用毒性较小的氨气为原材料,而可以采用没有任何毒性的水为氧源,用有机金属锌为锌源。
因而,今后ZnO材料的生产是真正意义上的绿色生产,完全复合环保要求。
生长ZnO的原材料锌和水资源丰富、价格便宜,有利于大规模生产和持续发展。
目前,ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件,主要是材料质量达不到器件水平和P型掺杂问题没有真正解决,适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功,这为我国发展ZnO半导体材料和器件、实现技术上的跨越,提供了一次极好的发展机遇。
ZnSe材料的白光LED也是一种有潜力的白光LED技术。
其技术是先在ZnSe单晶基底上生长一层CdZnSe薄膜,通电后该薄膜发出的蓝光与基板 ZnSe作用发出互补的黄光,从而形成白光光源。
GaNAs和GaNP材料目前正处于刚开始研究阶段,但作为一种有潜力的发光材料,国家在基础研究方面应给予重视。
4)外延技术发展趋势：•D•D改进两步法生长工艺目前商业化生产采用的是两步生长工艺,但一次可装入衬底数有限,6片机比较成熟,20片左右的机台还在成熟中,片数较多后导致外延片均匀性不够。
发展趋势是两个方向：一是开发可一次在反应室中装入更多个衬底外延生长,更加适合于规模化生产的技术,以降低成本；另外一个方向是高度自动化的可重复性的单片设备。
•D•D氢化物汽相外延(HVPE)技术人们最早就是采用了这种生长技术制备出了GaN单晶薄膜,采用这种技术可以快速生长出低位错密度的厚膜,可以用做采用其它方法进行同质外延生长的衬底。
并且和衬底分离的GaN薄膜有可能成为体单晶GaN晶片的替代品。
HVPE的缺点是很难精确控制膜厚,反应气体对设备具有腐蚀性,影响GaN材料纯度的进一步提高。
•D•D选择性外延生长或侧向外延生长技术采用这种技术可以进一步减少位错密度,改善GaN外延层的晶体质量。
首先在合适的衬底上(蓝宝石或碳化硅)沉积一层GaN,再在其上沉积一层多晶态的SiO掩膜层,然后利用光刻和刻蚀技术,形成GaN窗口和掩膜层条。
在随后的生长过程中,外延GaN首先在GaN窗口上生长,然后再横向生长于SiO条上。
•D•D悬空外延技术(Pendeo-epitaxy)采用这种方法可以大大减少由于衬底和外延层之间晶格失配和热失配引发的外延层中大量的晶格缺陷,从而进一步提高GaN外延层的晶体质量。