按照外延层/衬底材料的异同可以将外延工艺划分为同质外延和异质外延。同质外M24C16-WMN6T延叉称为均匀外延,是外延层与衬底材料相同的外延。绪论中介绍的vn型晶体管就是在同质外延硅片上制作的。异质外延也称为非均匀外延,外延层与衬底材料不相同,甚至物理结构也与衬底完全不同。在蓝宝石(A1(λ)或尖晶石(MgA炻(`)晶体上生长硅单晶,就是异质外延,这种外延也被称为⒏)S技术,是应用最多的异质外延技术。在异质外延中,若衬底材料与外延层材料的晶格常数相差很大,在外延层/衬底界面上就会出现应力,从而产生位错等缺陷。这些缺陷会从界面向上延伸,甚至延伸到外延层表面,影响到制作在外延层上器件的性能。

   对于B/A(夕卜延层丿/衬底)型的异质外延,在衬底A上能否外延生长外延层B,外延层B晶格能否完好,都受衬底A与外延层B的兼容性影响。衬底与外延层的兼容性主要表现在以下3个方面。其一,衬底A与外延层B两种材料在外延温度下不发生化学反应,不发生大剂量的互溶现象,即A和B的化学特性兼容。

   其二,衬底A与外延层B的热力学参数相匹配,这是指两种材料的热膨胀系数接近,以避免生长的外延层由生长温度冷却至室温时,因热膨胀产生残余应力,在B/A界面出现大量位错。当A、B两种材料的热力学参数不匹配时,可能会发生外延层龟裂现象。其△,衬底与外延层的晶格参数相匹配,这是指两种材料的晶体结构,晶格常数接近,以避免晶格结构及参数的不匹配引起WA界面附近晶格缺陷多和应力大的现象。