La epitaxia en fase de vapor de hidruro ( HVPE ) es una técnica de crecimiento epitaxial que se emplea a menudo para producir semiconductores como GaN, GaAs, InP y sus compuestos relacionados, en los que el cloruro de hidrógeno reacciona a temperatura elevada con los metales del grupo III para producir cloruros metálicos gaseosos. , que luego reaccionan con amoníaco para producir los nitruros del grupo III. Los gases portadores comúnmente utilizados incluyen amoníaco , hidrógeno y diversos cloruros .
La tecnología HVPE puede reducir significativamente el costo de producción en comparación con el método más común de deposición de vapor de compuestos organometálicos ( MOCVD ). [1] La reducción de costos se logra reduciendo significativamente el consumo de NH 3 , materias primas más baratas que en MOCVD, reduciendo los costos de bienes de capital, debido a la alta tasa de crecimiento.
Desarrollado en la década de 1960, fue el primer método epitaxial utilizado para la fabricación de cristales individuales de GaN.
La epitaxia en fase de vapor de hidruro (HVPE) es el único proceso de crecimiento de cristales semiconductores III-V y III-N que funciona cerca del equilibrio. Esto significa que las reacciones de condensación presentan una cinética rápida: se observa una reactividad inmediata ante un aumento de la sobresaturación de la fase de vapor hacia la condensación. Esta propiedad se debe al uso de precursores de vapor de cloruro GaCl e InCl, cuya frecuencia de decloración es lo suficientemente alta como para que no haya retraso cinético. En función de la sobresaturación de la fase de vapor se puede establecer una amplia gama de velocidades de crecimiento, de 1 a 100 micrómetros por hora. Otra característica del HVPE es que el crecimiento se rige por la cinética de la superficie: adsorción de precursores gaseosos, descomposición de especies publicitarias, desorción de productos de descomposición, difusión superficial hacia sitios de torsión. Esta propiedad resulta beneficiosa cuando se trata de crecimiento selectivo sobre sustratos estampados para la síntesis de objetos y estructuras que exhiben una morfología 3D. La morfología sólo depende de la anisotropía de crecimiento intrínseca de los cristales. Al establecer parámetros de crecimiento experimentales de temperatura y composición de la fase de vapor, se puede controlar esta anisotropía, que puede ser muy alta ya que las tasas de crecimiento pueden variar en un orden de magnitud. Por lo tanto, podemos dar forma a estructuras con varias relaciones de aspecto novedosas. El control preciso de la morfología del crecimiento se utilizó para la fabricación de cuasisustratos de GaN, conjuntos de GaAs y estructuras de GaN en escalas micrométricas y submicrométricas, y puntas de GaAs para inyección local de espín. La propiedad de decloración rápida también se utiliza para el crecimiento VLS de nanocables de GaAs y GaN con una longitud excepcional.