Большая советская энциклопедия - эпистрофей

Эпитаксия Эпитаксия (от эпи... и греч. taxis — расположение, порядок), ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Различают гетероэпитаксию, когда вещества подложки и нарастающего кристалла различны, и гомоэпитаксию (автоэпитаксию), когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объема другого называется эндотаксией. Э. наблюдается при кристаллизации из любых сред (пара, раствора, расплава); при коррозии и т. д. Э. определяется условиями сопряжения кристаллических решеток нарастающего кристалла и подложки, причем существенно их структурно-геометрическое соответствие. Легче всего сопрягаются вещества, кристаллизирующиеся в одинаковых или близких структурных типах, например, гранецентрированного куба Ag и решетки типа NaCI, сфалерита и решетки типа алмаза. Однако Э. можно получить и для резко различающихся структур, например решеток типа корунда и алмаза. При описании Э. указываются плоскости срастания и направления в них: 112 (111) Si1100 (0001) Al2O3. Это означает, что грань (111) кристалла Si (решетка типа алмаза) нарастает параллельно грани (0001) кристалла Al2O3 (решетка типа корунда), причем кристаллографическое направление 112 в нарастающем кристалле параллельно направлению 1100 подложки (см. Кристаллы). Э. особенно легко осуществляется, если разность постоянных обеих решеток не превышает 10%. При больших расхождениях сопрягаются наиболее плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решеток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют т. н. дислокации несоответствия. Последние обычно образуют сетку, в которой можно регулировать плоскость дислокации, меняя периоды сопрягающихся решеток (например, изменяя состав вещества). Таким же путем можно управлять и количеством дислокаций нарастающего слоя. Э. происходит таким образом, чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков подложка-кристалл, кристалл-среда и подложка-среда, была минимальной. У веществ с близкими структурами и параметрами (например, Аи на Ag) образование границы сопряжения энергетически невыгодно и нарастающий слой имеет в точности структуру подложки (псевдоморфизм). С ростом толщины упруго напряженной псевдоморфной пленки запасенная в ней энергия растет и при толщинах, превышающих критическую (для Au на Ag этоЭпитаксия 600 ), нарастает пленка с собственной структурой. Помимо структурно-геометрического соответствия, сопряжение данной пары веществ при Э. зависит от температуры процесса, степени пересыщения (переохлаждения) кристаллизующегося вещества в среде, от совершенства подложки, чистоты ее поверхности и других условий кристаллизации. Для разных веществ и условий существует т. н. эпитаксиальная температура, ниже которой нарастает только неориентированная пленка. Процесс Э. обычно начинается с возникновения на подложке отдельных кристалликов, которые срастаясь (коалесцируя) друг с другом, образуют сплошную пленку. На одной и той же подложке возможны разные типы нарастания, например 100 (100) Au100 (100) NaCl и 110 (111) Au 110 (100) NaCl. Э. широко используется в микроэлектронике (транзисторы, интегральные схемы, светодиоды и т. д.); в квантовой электронике — многослойные полупроводниковые гетероструктуры (см. Полупроводниковый гетеропереход), инжекционные лазеры, в устройствах интегральной оптики в вычислительной технике (магнитные элементы памяти с цилиндрическими доменами) и т. п. Лит.: Палатник Л. С., Папиров И. И., Ориентированная кристаллизация, М., 1964; их же, Эпитаксиальные пленки, М.,1971. А. А. Чернов, Е. И. Гиваргизов.