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Concept
Épitaxie
Résumé
L'épitaxie est une technique de croissance orientée, l'un par rapport à l'autre, de deux cristaux possédant un certain nombre d'éléments de symétrie communs dans leurs réseaux cristallins. On distingue l'homo-épitaxie, qui consiste à faire croître un cristal sur un cristal de nature chimique identique, et l'hétéro-épitaxie, dans laquelle les deux cristaux sont de natures chimiques différentes.
Étymologiquement, « épi » en grec signifie « sur » et « taxis », « arrangement ».
L'épitaxie est utilisée pour faire croître des couches minces, de quelques nanomètres d'épaisseur. Pour cela des atomes sont déposés sur la surface parfaitement polie d'un monocristal, le substrat. Le substrat est choisi de façon à avoir des paramètres de maille proches de ceux du cristal qui souhaite être obtenu.
Il existe plusieurs techniques d'épitaxie :
l'épitaxie par jet moléculaire ;
l'épitaxie en phase liquide, dont :
la méthode de Czochralski ;
la méthode de Bridgman-Stockbarger ;
l'épitaxie en phase vapeur, dont :
l'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques.
Épitaxie par jet moléculaire
La croissance s'effectue sous ultra vide. Les éléments à déposer, contenus dans des creusets à haute température, sont évaporés et vont se déposer par transport thermique sur la surface du substrat, plus froide mais de température quand même assez élevée pour permettre le déplacement et le réarrangement des atomes.
Il est possible d'observer la croissance cristalline in-situ lors de l'épitaxie par diffraction d'électrons (RHEED). Le contrôle de l'épaisseur de la couche déposée (ou du nombre de couches atomiques) peut s'effectuer à l'aide d'une microbalance à quartz.
L'épitaxie en phase liquide utilise le principe de la méthode de Czochralski. Le substrat est mis en contact avec une phase liquide sursaturée en l'élément voulu, qui se précipite et cristallise sur le substrat. Cette technique a l'avantage d'être rapide, mais elle est moins précise que les épitaxies en phase vapeur.
L’épitaxie en phase liquide (LPE) est une méthode de croissance quasi à l’équilibre.
Source officielle
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