薄膜制备-外延篇
大多数材料以无定形、结晶或多晶状态存在。它们的机械、光学、热学和电学特性也会根据它们的状态而变化。
例如，碳在其无定形状态下是黑色粉末，而在其结晶状态下，它是具有高折射率的金刚石和光学透明固体。无定形形式的⼆氧化硅是⽩色粉末，结晶形式是石英。
因为结晶膜更难生产，所以只要它们的性能⾜以满⾜应用需求，就会使用非晶膜。光学涂层就是这种情况，即使在随机无定形状态下，大多数薄膜的折射率也可以具有出色的可靠性和可重复性。金属膜也以非晶形式使用，因为它们的导电性和光学反射率可以可靠地再现。无定形材料和结晶材料之间的主要区别在于它们的电子能带结构。非晶材料由于其随机取向而没有明显的能带结构；晶体结构可以。
晶体薄膜只能在晶格结构与正在生长的薄膜紧密匹配的衬底上生长。如果基板与薄膜相同，则称为同质外延。如果基板略有不同，但仍兼容，则称为异质外延。
除常见的硅外，外延最广泛用于 IIIeV 半导体，例如 GaAs、InP、InAs 等。许多 IIIeV 半导体表现出有趣的特性，其中可以通过包含其他元素（例如GaxAl1 xAs）来调整其能带结构，而无需显着改变了它们原来的晶体结构。这允许将具有不同电子能带结构的外延层堆叠在彼此的顶部。这是异质外延，并且在激光⼆极管、发光⼆极管 (LED) 和量子阱器件等光电子器件中变得司空⻅惯。
金属有机CVD
金属有机 CVD (MOCVD) 是一种用于生长外延膜的 CVD 工艺，与 LPCVD 非常相似，是通过在衬底上流动前驱气体来完成的。在 IIIeV 半导体中，金属元素由三甲基镓 (Ga(CH3)3)和三甲基铟 (In(CH3)3)等有机气体以及胂 (AsH3)或磷化氢(PH3) 携带。由于在加热的基材表⾯上的热解，气体被允许分解以产生所需的薄膜。工艺压力通常在 10e100 托的范围内，从而导致相对较快的增长率。 MOCVD 的一个缺点是前体气体的毒性和爆炸性，这使得它们难以在小型研究实验室中使用。然而，MOCVD 是一种可扩展的工艺，适合批量制造，因为许多基板可以同时放置在腔室中。因此，它被广泛用于制造量子阱激光器、LED 和其他组件。
分子束外延
虽然 MOCVD 类似于 LPCVD，但分子束外延 (MBE) 可以被认为类似于 PVD 蒸发，并且在超高真空中进行。这使得 MBE 更适合需要非常高纯度水平的应用。通常允许来⾃不同积液细胞的固体源，例如镓或铟升华并凝结在基材上。这些单元被关闭以允许从一种材料快速准确地过渡到另一种材料。高真空环境还允许⼈们在成长过程中使用多种诊断工具。许多 MBE 系统使用反射高能电子衍射 (RHEED)来监测生长进程，并能够在单层生长时对其进行计数。源配置还使该系统的危险性远低于 MOCVD。 化学束外延是 MBE 的一种变体，其中使用气体源而不是固体源，但原理非常相似。与 MOCVD 相⽐，MBE 最大的缺点是生长速度慢，不能同时生长许多晶圆。尽管如此，在研究设施和一些有限的生产环境中，它⽐ MOCVD 更广泛地用于研究外延膜生长的基本特性。
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