液相外延是在固體襯底表面從過冷飽和溶液中析出囤相物質生長半導體單晶薄膜的方法。H9TP32A8JDBCPR-KGM最早由Nclson在1963年發(fā)明并用于GaAs單晶薄膜的外延生長。液相外延生長的基礎 溶質在液態(tài)溶劑中的溶解度隨著溫度的降低而減少,那么飽和溶液在冷卻時溶質會析出。當襯底與飽和溶液接觸時,溶質可在襯底上沉積生長,外延層的組分(包括摻雜)由相圖來決定。整個外延薄膜的結晶生長過程是一個非平衡的熱力學過程,溶液中溶質的過飽和度是溶質成核、生長的驅動力。液相外延技術已廣泛用于生長G泱s、GaAlAs、G護、InP和GaInAsP等半導體材料,制作發(fā)光二極管、激光工極管和太陽能電池等。按照冷卻方式的不同,液相外延生長分為穩(wěn)態(tài)生長和瞬態(tài)生長。

   穩(wěn)態(tài)外延生長液成為溫度梯度外延生長,由高溫的源晶片和較低溫度的襯底分別處于液態(tài)飽和溶液的兩端,兩者之間形成溫度梯度差,如圖5-13所示。由于溶解度隨著溫度的下降而減少,溶質As在襯底表面逐漸沉積生長,而在溶液中則從源晶片端到襯底端形成濃度梯度。源晶片的溶解和襯底上外延薄膜的生長速率相同,溶液內溶質的濃度梯度則是溶質從源晶片到襯底表面的驅動力。溶液中的對流容易引起溶質濃度梯度的變化,導致外延層厚度不均勻,這是穩(wěn)態(tài)液相外延生長技術最大的不足之處。瞬態(tài)液相外延生長用于制備0.1um到幾微米的薄外延層,厚度比穩(wěn)態(tài)法均勻。溶液冷卻的方式包括:平衡冷卻、分步冷卻、過冷法和兩相溶液冷卻法。瞬態(tài)生長過程在外延薄膜生長前襯底與飽和溶液不進行接觸,將系統加熱到高于與溶液初始組成對應的液相線溫度rl,然后襯底與飽和溶液接觸并開始冷卻。