按照外延層/襯底材料的異同可以將外延工藝劃分為同質外延和異質外延。同質外M24C16-WMN6T延叉稱為均勻外延,是外延層與襯底材料相同的外延。緒論中介紹的vn型晶體管就是在同質外延硅片上制作的。異質外延也稱為非均勻外延,外延層與襯底材料不相同,甚至物理結構也與襯底完全不同。在藍寶石(A1(λ)或尖晶石(MgA炻(`)晶體上生長硅單晶,就是異質外延,這種外延也被稱為⒏)S技術,是應用最多的異質外延技術。在異質外延中,若襯底材料與外延層材料的晶格常數相差很大,在外延層/襯底界面上就會出現應力,從而產生位錯等缺陷。這些缺陷會從界面向上延伸,甚至延伸到外延層表面,影響到制作在外延層上器件的性能。

   對于B/A(夕卜延層丿/襯底)型的異質外延,在襯底A上能否外延生長外延層B,外延層B晶格能否完好,都受襯底A與外延層B的兼容性影響。襯底與外延層的兼容性主要表現在以下3個方面。其一,襯底A與外延層B兩種材料在外延溫度下不發(fā)生化學反應,不發(fā)生大劑量的互溶現象,即A和B的化學特性兼容。

   其二,襯底A與外延層B的熱力學參數相匹配,這是指兩種材料的熱膨脹系數接近,以避免生長的外延層由生長溫度冷卻至室溫時,因熱膨脹產生殘余應力,在B/A界面出現大量位錯。當A、B兩種材料的熱力學參數不匹配時,可能會發(fā)生外延層龜裂現象。其△,襯底與外延層的晶格參數相匹配,這是指兩種材料的晶體結構,晶格常數接近,以避免晶格結構及參數的不匹配引起WA界面附近晶格缺陷多和應力大的現象。