Katı faz epitaksi (SPE), bir epitaksiyel filmi büyütmek için kullanılan
bir tekniktir; önce düzensiz (amorf) bir film düşük sıcaklıklarda çöktürülür, sonra daha yüksek bir sıcaklıkta
kristalleştirilir (sıcaklık maddenin akma noktasının altındadır).
Katı faz epitaksi, bir maddenin amorf ve kristal fazları arasındaki bir
geçiştir. Genellikle, kristalin bir substrat üzerine bir amorf malzeme filmi
yerleştirerek yapılır. Ardından
substrat filmi kristalleştirmek için ısıtılır. Tek substrat kristal büyümesi
için bir kalıp görevindedir. İyon implantasyonu sırasında amorf silikon
tabakaları yeniden kristalleştirmek veya iyileştirmek için kullanılan tavlama
aşaması da, bir katı faz epitaksi türü olarak düşünülebilir. Bu işlem sırasında
büyüyen kristal-amorf tabaka arayüzündeki safsızlık ayrımı ve yeniden dağılım,
düşük çözünürlüklü dopantların metaller ve silikon içerisine dahil edilmesi
için kullanılır
Şekil-(a)’da, ısıtılmış bir substrat kristalle
amorf fazda (doğrudan temas yönyemiyle) katı faz epitaksi kristalizasyon
prosesi verilmiştir. Isıtma, atomların kristal-amorf arayüzde yeniden
düzenlenmesini indükler ve yüzey boyunca arayüz çoğalır, yayılır. Takiben
uygulanan katı faz epitaksiyle kristallenmiş tabaka elde edilir; yapısı,
substratın yapısından farklı olmaz.
Şekil: (a) Tek kristal substrat üzerinde bir amorf ince tabakanın
katı faz epitaksi prosesi, (b) rastgele nükleasyon ve büyüme, yüksek
sıcaklıklarda SPE ile girişim yapabilir
