中国科学院某所：异质外延对衬底有什么要求？

本文介绍了异质外延对衬底的要求是什么。

异质外延是一种先进的晶体生长技术，它指的是在一个特定的衬底材料上生长出与衬底材料具有不同晶体结构或化学组成的薄膜或外延层的过程，即：在一种材料的基片上生长出另一种材料。

异质外延对衬底有以下要求

晶格匹配：为了实现高质量的异质外延，外延层的晶格常数应与衬底材料的晶格常数尽可能接近。晶格失配会导致应力和缺陷的产生，影响器件的性能。如果失配较大，可能需要采用缓冲层或渐变层来缓解晶格失配带来的问题。

热膨胀系数匹配：外延层和衬底材料的热膨胀系数应相互匹配，以避免外延层由生长温度冷却至 室温时，产生残余热应力，界面位错，甚至外延 层破裂。

化学相容性：外延层和衬底材料之间应具有良好的化学相容性，衬底与外延层不发生化学反应，不发生大量的溶解现象。以避免在生长过程中导致外延层的化学组成和结构发生变化。

电子特性：外延层的材料应具有所需的电子特性，如能带结构、载流子迁移率和掺杂效率，以满足特定器件的性能要求。

机械强度：衬底应具有足够的机械强度来支撑外延层的生长，并在后续的器件加工过程中保持稳定。

热导性：衬底材料的热导性也是一个重要因素，尤其是在需要高效散热的应用中。良好的热导性能有助于器件在高功率操作下的稳定性和寿命。

异质外延技术在提高器件性能、降低成本和实现新型器件方面具有巨大的潜力，因此在选择外延层和衬底材料时，需要综合考虑上述要求，以实现最佳的器件性能和制造效率。