heteroepitaxy是什么意思，heteroepitaxy的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

heteroepitaxy（异质外延）是半导体材料科学和固态物理领域的一个核心工艺技术术语，指在单晶衬底上外延生长一层具有不同化学成分或晶体结构的单晶薄膜的过程。这里的“异质”（hetero-）强调薄膜材料与下方衬底材料在晶格常数、热膨胀系数或化学性质上存在差异。

其核心原理是利用衬底晶体表面的原子排列作为模板，引导新沉积的原子按照特定的晶体取向排列，从而在异质材料上形成高质量的晶体薄膜。这一过程通常在超高真空环境下，通过分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等技术实现。

异质外延的关键特征与应用领域包括：

1. 晶格失配管理： 异质外延面临的最大挑战是薄膜与衬底之间的晶格常数差异（晶格失配）。这种失配会导致界面处产生应力和位错。先进的异质外延技术（如应变层外延、使用缓冲层）致力于控制和最小化这些缺陷，以获得高性能材料。例如，在硅（Si）衬底上外延生长锗（Ge）或三五族化合物半导体（如GaAs）是研究热点，旨在实现硅基光电集成。
2. 能带工程基础： 异质外延是构建现代半导体量子结构（如量子阱、量子线和量子点）的基础。通过精确控制不同半导体材料（如GaAs/AlGaAs、InGaAs/InP）的异质外延生长，可以人工设计材料的能带结构和电子特性，从而制造高性能的光电子器件（激光器、LED、探测器）和电子器件（高电子迁移率晶体管HEMT）。
3. 异质集成平台： 它使不同材料体系的器件能够集成在同一衬底上，克服单一材料性能的限制。例如，在蓝宝石（Al₂O₃）或碳化硅（SiC）衬底上异质外延生长氮化镓（GaN），是制造高效蓝光和白光LED、激光二极管以及大功率电子器件的关键技术。
4. 先进半导体器件制造： 异质外延对于发展新型半导体器件至关重要，如硅基锗（Ge-on-Si）或硅基三五族（III-V-on-Si）材料用于高速电子器件和光通信，以及在金刚石或氮化镓上异质外延生长氧化镓（Ga₂O₃）等超宽禁带半导体材料用于下一代超高压功率器件。

权威性参考来源：

• 国际半导体技术路线图(ITRS/IRDS)： 这些行业路线图持续强调异质外延集成技术对于延续摩尔定律和推动超越摩尔领域（如光子集成、功率器件）发展的重要性。它们概述了材料挑战和研发需求。
• 关键学术期刊： 《应用物理快报》(Applied Physics Letters)、《晶体生长杂志》(Journal of Crystal Growth)、《电子器件汇刊》(IEEE Transactions on Electron Devices) 等顶级期刊持续发表关于异质外延机理、新异质材料体系探索（如氧化物、氮化物外延）、缺陷控制技术及器件应用的最新突破性研究。
• 专业学会资源： 电气与电子工程师协会（IEEE）和美国真空学会（AVS）等组织在其出版物、会议和在线资源中提供关于外延技术（包括异质外延）的深入教程、标准和技术进展综述，是工程师和研究人员的重要知识库。

网络扩展资料

Heteroepitaxy（异质外延） 是一种晶体生长技术，指在不同材料的衬底（基底）上外延生长单晶薄膜的过程。以下是详细解释：

1. 核心定义
   与同质外延（相同材料的基底与外延层）不同，异质外延涉及两种化学组成或晶体结构不同的材料。例如，在*********（GaAs）衬底上生长磷化铟（InP）薄膜。

2. 关键原理与挑战
   由于衬底与外延层材料存在晶格常数差异，生长过程中可能产生晶格失配应力。为缓解这一问题，常采用“应变层”技术（即strained heteroepitaxy），通过调整生长条件或引入缓冲层来减少缺陷。

3. 主要应用领域
   该技术广泛应用于集成光电子器件，如激光器、光电探测器等。例如，InP/GaAs异质结构可结合两种材料的优势（如GaAs的低成本与InP的高电子迁移率）。

4. 技术意义
   异质外延突破了单一材料性能限制，为半导体器件设计提供了更高的灵活性和性能优化空间，尤其在5G通信、高速电子器件等领域具有重要价值。

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