epitaxia de área selectiva

La máscara utilizada en SAE suele ser un dieléctrico amorfo como SiO2 o SiN4, que se deposita sobre el sustrato semiconductor. Los patrones (agujeros) de la máscara se fabrican mediante técnicas estándar de microfabricación: litografía y grabado. Se pueden emplear diversas técnicas de litografía y grabado para la fabricación de máscaras SAE. Las técnicas adecuadas dependen del tamaño de los patrones y de los materiales utilizados. La litografía por haz de electrones es ampliamente utilizada debido a su resolución nanométrica. La máscara debe soportar las altas temperaturas de crecimiento de los semiconductores para limitar el crecimiento a los agujeros del patrón. ^{[ 4 ]}

La selectividad en SAE se utiliza para expresar el crecimiento sobre la máscara. La selectividad del crecimiento se origina en la propiedad de que los átomos no tienden a adherirse a la máscara, es decir, tienen un bajo coeficiente de adherencia . El coeficiente de adherencia se puede reducir eligiendo un material de máscara con menor flujo y mayor temperatura de crecimiento. Se desea una alta selectividad, es decir, que no haya crecimiento sobre la máscara. ^{[ 5 ]}

Antes de alcanzar el nivel de la máscara, el crecimiento se limita al orificio de la misma. El crecimiento comienza a extenderse más allá del cristal del sustrato siguiendo el patrón de la máscara. El semiconductor resultante presenta la estructura de dicho patrón. Este método se emplea en la epitaxia de área selectiva asistida por plantilla (TASE), donde los patrones profundos de la máscara se utilizan como plantilla para toda la estructura del semiconductor y el crecimiento se detiene antes de alcanzar el nivel de la máscara. ^{[ 6 ]}

Después del nivel de máscara, el crecimiento puede extenderse en cualquier dirección, ya que la máscara ya no limita la dirección de crecimiento. El crecimiento continúa en la dirección que es energéticamente favorable para que el cristal se expanda en las condiciones de crecimiento existentes. Este crecimiento se denomina crecimiento facetado, porque es favorable para que el cristal forme facetas. Por lo tanto, en las estructuras semiconductoras cultivadas mediante SAE, se observan facetas cristalinas claras. La dirección de crecimiento, o más precisamente, las tasas de crecimiento de las diferentes facetas cristalinas, se pueden ajustar. La temperatura de crecimiento, la relación V/III, la orientación del patrón y la forma del patrón son propiedades que afectan las tasas de crecimiento de las facetas. Al ajustar estas propiedades, se puede diseñar la estructura del semiconductor cultivado. Los nanocables cultivados mediante SAE y las estructuras epitaxiales de sobrecrecimiento lateral (ELO) son un ejemplo de estructuras diseñadas mediante las condiciones de crecimiento de SAE. En el crecimiento de nanocables, la tasa de crecimiento de las facetas laterales se suprime y la estructura crece solo en dirección vertical. ^{[ 4 ]} En ELO, el crecimiento se inicia en las aberturas de la máscara y, después del nivel de la máscara, el crecimiento procede lateralmente sobre ella, uniendo finalmente las estructuras semiconductoras crecidas. El principio principal de ELO es reducir los defectos causados ​​por el desajuste de la red cristalina entre el sustrato y el semiconductor crecido. ^{[ 7 ]}

• Temperatura de crecimiento
• Relación V/III
• Elección del material de la máscara
• Orientación de la ventana
• Relación máscara/ventana   
• Calidad de la mascarilla
• Forma del patrón