Techniklexikon

Heteroepitaxie

orientiertes Kristallwachstum (Epitaxie) kristalliner dünner Schichten auf einem ebenfalls kristallinen Substrat, wobei Schicht und Substrat unterschiedliche Gitterperiodiziäten (Kristallgitter) aufweisen. Dabei müssen sich das Substratgitter und das Schichtgitter an der Grenzfläche und in deren Umgebung aneinander anpassen. Dies geschieht hauptsächlich durch elastische Deformationen und Anpassungsversetzungen. Die Fehlanpassung (misfit) wird aus dem Quotienten der Differenz der Abstände nächster Gitterpunkte von Schicht und Substrat und dem Abstand der nächsten Gitterpunkte des Substrats ermittelt. Heteroepitaktisches Schichtwachstum tritt im allgemeinen nur bei höheren Substrattemperaturen auf und wurde z. B. beim Aufwachsen von Wolfram auf Molybdän oder von Silicium auf Germanium festgestellt. Heteroepitaktisches Wachstum kann auch innerhalb dünner Schichten beobachtet werden, die aus mehreren Atomlagen bzw. Monolagen bestehen.

Man unterscheidet in der Siliciumtechnik die SOS-Technik (Silicon on Sapphire), die ESFI-Technik (Epitaxial Silicon Films on Insulators) und die SOI-Technik (Silicon on Insulator). Epitaktisch aufgebrachte Siliciumschichten auf Substraten können als Ätzstopschichten für die Herstellung mikrotechnischer Bauteile verwendet werden (Halbleiterepitaxie).

Heteroepitaxie: Energielücken und Gitterkonstanten wichtiger Element-, III-V-, II-VI- und IV-VI-Halbleiter (bei 300K). Die Linien zeigen an, wie sich die Bandlücken der zugehörigen ternären (bzw. binären) Verbindungen ändern. Durchgezogene Linien und gefüllte Kreise stehen dabei für direkte, gestrichelte Linien und offene Kreise für indirekte Bandlücken.