Криопанели — для улучшения вакуума и вымораживания не попавших на подложку молекул испаряемого вещества вокруг манипулятора установлены криопанели — емкости, заполненные жидким азотом. Также они используются для разделения молекулярных источников друг от друга по температуре.

Эпитаксия молекулярно-лучевая  является одним из эффективных методов создания гетероструктур, в частности таких как HEMT (High Electron Mobility Trasistor).

HEMT — полупроводниковый прибор, транзистор с высокой подвижностью электронов. Основные материалы для изготовления HEMT — GaAs и AlGaAs.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Эпитаксия газофазная— получение эпитаксиальных плёнок полупроводника путём осаждения из парогазовой фазы. Существует два основных метода получения эпитаксиальных плёнок кремния из парогазовой фазы:

1. восстановление тетра хлорида кремния
2. пиролитическое разложение моносилана

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Классификация пара по физическим характеристикам:

1) Аэрозольно поддерживаемый CVD (англ. Chemical vapor deposition (AACVD)) — CVD-процесс в котором прекурсоры транспортируются к подложке с помощью жидкогазового аэрозоля, который может создаваться ультразвуком.

2) CVD с прямой инжекцией жидкости (англ. Direct liquid injection chemical vapor deposition (DLICVD)) — CVD-процесс, при котором прекурсор подаётся в жидкой фазе (в чистом виде либо растворённым в растворителе).

Жидкость впрыскивается в камеру через инжектор. Данная технология позволяет достигать высокой производительности формирования плёнки.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

CVD-процесс (англ. Chemical vapor deposition) — химический процесс, используемый для получения высокочистых твёрдых материалов. Процесс часто используется в индустрии полупроводников для создания тонких плёнок. В типичном CVD-процессе, подложка помещается в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию и/или разлагаясь, производят на поверхности подложки необходимое вещество.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Топохимия — раздел химии, изучающий твердофазные реакции, протекающие локально, в определённых участках твёрдого тела. Там же локализуется и твёрдая фаза продукта.

Этапы топохимических реакций:

1. образование отдельных молекул или элементарных ячеек продукта реакции на поверхности исходного вещества;

2. возникновение отдельных зародышей (ядер) фазы продукта реакции;
3. рост ядер вплоть до смыкания их, образование на поверхности исходного вещества сплошного продукта реакции;

4. рост сплошного слоя продукта реакции за счет сокращения объема и поверхности еще не прореагировавшего вещества.

Типичные сферы применения топохимии: выщелачивание горных пород, восстановление металлов из руд, обжиг, некоторые стадии фотографического процесса, химическое травление.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Технология молекулярно-лучевой эпитаксии — в основе метода лежит осаждение испаренного в молекулярном источнике вещества на кристаллическую подложку. Несмотря на достаточно простую идею, реализация данной технологии требует чрезвычайно сложных технических решений. Основные требования к установке эпитаксии следующие:

1) В рабочей камере установки необходимо поддерживать сверхвысокий вакуум (около 10 −8 Па).

2) Чистота испаряемых материалов должна достигать 99,999999 %.

3)Необходим молекулярный источник, способный испарять тугоплавкие вещества с возможностью регулировки плотности потока вещества. Особенностью эпитаксии является невысокая скорость роста пленки (обычно менее 1000 нм в час).

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Эпитаксия, молекулярно-пучковая  (МПЭ) или молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) — эпитаксиальный рост в условиях сверхвысокого вакуума.

Позволяет выращивать гетеро структуры заданной толщины с моно атомно гладкими гетеро границами и с заданным профилем легирования. В установках МПЭ имеется возможность исследовать качество плёнок «in situ» (то есть прямо в ростовой камере во время роста). Для процесса эпитаксии необходимы специальные хорошо очищенные подложки с атомарно гладкой поверхностью.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Эпитаксия, молекулярно-лучевая (molecular beam epitaxy) — процесс получения монокристаллической пленки путем испарения и последующего осаждения атомов или молекул исходного(ых) материала/материалов на монокристаллическую подложку в условиях высокого или сверхвысокого вакуума.

Примечания

1. Специальное отверстие в оборудовании для молекулярно-лучевой эпитаксии, через которое происходит перенос газообразного исходного материала из зоны испарения в зону высокого или сверхвысокого вакуума, предназначено для формирования соответствующих молекулярных пучков.
2. Методом молекулярно-лучевой эпитаксии, например, используя арсенид индия InAsn подложку из арсенида галлия GaAs, получают структуры размером в нанодиапазоне.

[ГОСТ Р 56662-2015/ISO/TS 80004-8:2013 Нанотехнологии. Часть 8. Процессы нанотехнологического производства. Термины и определения]

Эпитаксия — это закономерное нарастание одного кристаллического материала на другой (от греч. επι — на и ταξισ — упорядоченность), т.е. ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Строго говоря, рост всех кристаллов можно назвать эпитаксиальным:каждый последующий слой имеет ту же ориентировку, что и предыдущий.

Различают гетероэпитаксию, когда вещества подложки и нарастающего кристалла различны (процесс возможен только для химически не взаимодействующих веществ), и гомоэпитаксию, когда они одинаковы.

Ориентированный рост кристалла внутри объёма другого называется эндотаксией.

Эпитаксия особенно легко осуществляется, если разность постоянных кристаллических решёток не превышает 10 %. При больших расхождениях сопрягаются наиболее плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решёток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют дислокации несоответствия.

Эпитаксия происходит таким образом, чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков подложка-кристалл, кристалл-среда и подложка-среда, была минимальной.

Типы эпитаксии

1. Молекулярно-пучковая эпитаксия.
2. Газофазная эпитаксия.
3. Осаждение металлорганических соединений из газообразной фазы.
4. Жидкофазная эпитаксия.
5. Топохимические процессы.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]