การตกผลึก
หลักการพื้นฐาน
คริสตัล โครงสร้างผลึก การก่อตัวของนิวเคลียส
แนวคิด
การตกผลึก การเจริญเติบโตของผลึก การตกผลึกใหม่ ผลึกเมล็ด โปรโตคริสตัลไลน์ ผลึกเดี่ยว
วิธีการและเทคโนโลยี
โบว์ล วิธี Bridgman–Stockbarger กระบวนการแวน อาร์เคล–เดอ โบเออร์ วิธี Czochralski เอพิแท็กซี วิธีฟลักซ์ การตกผลึกแบบเศษส่วน การแช่แข็งแบบเศษส่วน การสังเคราะห์ด้วยความร้อนสูง วิธี Kyropoulos การเจริญเติบโตของฐานรองด้วยความร้อนจากเลเซอร์ วิธีการของเลลี การดึงลงขนาดเล็ก กระบวนการขึ้นรูปในการเจริญเติบโตของผลึก เบ้าหลอมกะโหลก วิธี Verneuil การหลอมละลายของโซน
วี ที อี

เอพิแท็กซี (คำนำหน้าepi-หมายถึง "บน") เป็นวิธีการเจริญเติบโตของผลึกหรือการตกตะกอนของวัสดุชนิดหนึ่ง ซึ่ง ทำให้เกิดชั้น ผลึก ใหม่ ที่มีทิศทางที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนอย่างน้อยหนึ่งทิศทางเมื่อเทียบกับชั้นผลึกต้นแบบ ฟิล์มผลึกที่ตกตะกอนเรียกว่าฟิล์มเอพิแท็กซีหรือชั้นเอพิแท็กซี ทิศทางสัมพัทธ์ของชั้นเอพิแท็กซีกับชั้นต้นแบบจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากทิศทางของโครงสร้างผลึกของวัสดุแต่ละชนิด สำหรับการเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กซีส่วนใหญ่ ชั้นใหม่มักจะเป็นผลึก และแต่ละโดเมนทางผลึกศาสตร์ของชั้นบนจะต้องมีทิศทางที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับโครงสร้างผลึกของพื้นผิว เอพิแท็กซีสามารถเกี่ยวข้องกับโครงสร้างผลึกเดี่ยวได้ แม้ว่าจะมีการสังเกตเอพิแท็กซีแบบเกรนต่อเกรนในฟิล์มแบบเม็ดก็ตาม^{[ 1 ] [ 2 ]}สำหรับการใช้งานทางเทคโนโลยีส่วนใหญ่ นิยมใช้เอพิแท็กซีแบบโดเมนเดี่ยว ซึ่งเป็นการเจริญเติบโตของผลึกชั้นบนที่มีทิศทางที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนหนึ่งทิศทางเมื่อเทียบกับผลึกพื้นผิว เอพิแท็กซียังสามารถมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตของโครงสร้างซูเปอร์แลตติซได้อีกด้วย^{[ 3 ]}

คำว่าepitaxyมาจากรากศัพท์ภาษากรีกepi (ἐπί) ซึ่งหมายถึง "ด้านบน" และtaxis (τάξις) ซึ่งหมายถึง "วิธีการที่เป็นระเบียบ"

หนึ่งในการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์หลักของการเติบโตแบบเอพิแทกเซียลคือในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์จะถูกปลูกแบบเอพิแทกเซียลบนเวเฟอร์พื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์^{[ 4 ]} สำหรับกรณีของการเติบโตแบบเอพิแทกเซียลของฟิล์มระนาบบนเวเฟอร์พื้นผิว แลตติซของฟิล์มเอพิแทกเซียลจะมีทิศทางเฉพาะเมื่อเทียบกับแลตติซผลึกของเวเฟอร์พื้นผิว เช่น ดัชนีมิลเลอร์ [001 ] ของฟิล์มที่ตรงกับดัชนี [001] ของพื้นผิว ในกรณีที่ง่ายที่สุด ชั้นเอพิแทกเซียลอาจเป็นการต่อเนื่องของสารประกอบเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเดียวกันกับพื้นผิว ซึ่งเรียกว่าโฮโมเอพิแทกซี มิฉะนั้น ชั้นเอพิแทกเซียลจะประกอบด้วยสารประกอบที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่าเฮเทอโรเอพิแทกซี

โฮโมเอพิแท็กซี (Homoepitaxy)เป็นเอพิแท็กซีชนิดหนึ่งที่ใช้เพียงวัสดุเดียว โดยเป็นการปลูกฟิล์มผลึกบนพื้นผิวหรือฟิล์มของวัสดุชนิดเดียวกัน เทคโนโลยีนี้มักใช้ในการปลูกฟิล์มที่มีความบริสุทธิ์มากกว่าพื้นผิว และในการสร้างชั้นที่มี ระดับ การเจือปน ที่แตกต่างกัน ในเอกสารทางวิชาการ โฮโมเอพิแท็กซีมักย่อเป็น "โฮโมเอพิ" (homoepi)

โฮโมโตโพแทกซีเป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกับโฮโมเอพิแทกซี ยกเว้นว่าการเติบโตของฟิล์มบางไม่ได้จำกัดอยู่แค่การเติบโตแบบสองมิติ ในกรณีนี้ พื้นผิวรองรับคือวัสดุฟิล์มบาง

เฮเทอโรเอพิแทกซีเป็นเอพิแทกซีชนิดหนึ่งที่ดำเนินการกับวัสดุที่แตกต่างกัน ในเฮเทอโรเอพิแทกซี ฟิล์มผลึกจะเติบโตบนพื้นผิวผลึกหรือฟิล์มของวัสดุที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีนี้มักใช้ในการปลูกฟิล์มผลึกของวัสดุที่ไม่สามารถหาผลึกได้ด้วยวิธีอื่น และเพื่อสร้างชั้นผลึกแบบบูรณาการของวัสดุที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นซิลิคอนบนแซฟไฟร์แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) บนแซฟไฟร์อะลูมิเนียมแกลเลียมอินเดียมฟอสไฟด์ (AlGaInP) บนแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) หรือเพชรหรืออิริเดียม[ ^{5 ] และ}กราฟีนบนโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (hBN) ^{[ 6 ]}

เฮเทอโรเอพิแท็กซีเกิดขึ้นเมื่อฟิล์มที่มีองค์ประกอบแตกต่างกันและ/หรือฟิล์มผลึกเติบโตบนพื้นผิว ในกรณีนี้ ปริมาณความเครียดในฟิล์มจะถูกกำหนดโดยความไม่ตรงกันของโครงสร้างผลึก Ԑ:

${\displaystyle \varepsilon ={\frac {a_{f}-a_{s}}{a_{f}}}}$

โดยที่และ คือค่าคงที่ของแลตติสของฟิล์มและซับสเตรต ฟิล์มและซับสเตรตอาจมีระยะห่างของแลตติสที่คล้ายกัน แต่ก็อาจมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันได้ หากฟิล์มถูกปลูกที่อุณหภูมิสูง ฟิล์มอาจประสบกับความเครียดขนาดใหญ่เมื่อเย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ในความเป็นจริงจำเป็นสำหรับการได้มาซึ่งเอพิแทกซี หากมีค่ามากกว่านั้น ฟิล์มจะประสบกับความเครียดเชิงปริมาตรที่เพิ่มขึ้นในแต่ละชั้นจนถึงความหนาที่วิกฤต เมื่อความหนาเพิ่มขึ้น ความเครียดเชิงยืดหยุ่นในฟิล์มจะลดลงโดยการก่อตัวของดิสโลเคชัน ซึ่งอาจกลายเป็นศูนย์กลางการกระเจิงที่ทำลายคุณภาพของโครงสร้าง เฮเทอโรเอพิแทกซีมักใช้เพื่อสร้างระบบที่เรียกว่าแบนด์แกปเนื่องจากพลังงานเพิ่มเติมที่เกิดจากการเสียรูป ชั้นเอพิแทก ซีซิลิคอน-เจอร์มาเนียมถูกนำมาใช้อย่างมากในไมโครอิเล็กทรอนิกส์CMOSและ โฟโตนิก ส์ซิลิคอน^{[ 7 ]}${\displaystyle a_{f}}$${\displaystyle a_{s}}$${\displaystyle \varepsilon <9\%}$${\displaystyle \varepsilon }$

เฮเทอโรโทโพแท็กซีเป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกับเฮเทอโรเอพิแท็กซี ยกเว้นว่าการเติบโตของฟิล์มบางไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะการเติบโตแบบสองมิติเท่านั้น โดยพื้นผิวรองรับจะคล้ายคลึงกับวัสดุฟิล์มบางเฉพาะในด้านโครงสร้างเท่านั้น

เพนดีโอ-เอพิแทกซีเป็นกระบวนการที่ฟิล์มเฮเทอโรเอพิแทกซีเติบโตในแนวตั้งและแนวนอนพร้อมกัน ในโครงสร้างเฮเทอโรคริสตัล 2 มิติ นาโนริบบอนกราฟีนที่ฝังอยู่ในโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม^{[ 8 ] [ 9 ]}เป็นตัวอย่างหนึ่งของเพนดีโอ-เอพิแทกซี

การเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กซีระหว่างเกรนเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กซีระหว่างเกรนของชั้นเอพิแท็กซีแบบผลึกหลายชั้นและชั้นเมล็ด^{[ 1 ] [ 2 ]}โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อชั้นเมล็ดมีเพียงพื้นผิวที่อยู่นอกระนาบแต่ไม่มีพื้นผิวในระนาบ ในกรณีเช่นนี้ ชั้นเมล็ดจะประกอบด้วยเกรนที่มีพื้นผิวในระนาบที่แตกต่างกัน จากนั้นชั้นเอพิแท็กซีจะสร้างพื้นผิวเฉพาะตามแต่ละเกรนของชั้นเมล็ดเนื่องจากการจับคู่แลตติส การเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กซีชนิดนี้ไม่เกี่ยวข้องกับฟิล์มผลึกเดี่ยว

การปลูก ผลึกแบบเอพิแท็กซีถูกนำมาใช้ใน กระบวนการผลิต ซิลิคอนสำหรับทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์จังก์ชัน (BJT) และ เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม (CMOS) สมัยใหม่แต่มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมเช่นแกลเลียมอาร์เซไนด์ปัญหาในการผลิต ได้แก่ การควบคุมปริมาณและความสม่ำเสมอของความต้านทานและความหนาของการตกตะกอน ความสะอาดและความบริสุทธิ์ของพื้นผิวและบรรยากาศในห้อง การป้องกันการแพร่กระจายของสารเจือปนจากแผ่นเวเฟอร์ที่เป็นพื้นผิวซึ่งมักมีการเจือปนสูงกว่าไปยังชั้นใหม่ ความไม่สมบูรณ์ของกระบวนการเจริญเติบโต และการปกป้องพื้นผิวระหว่างการผลิตและการจัดการ

การเจริญเติบโตแบบเฮเทอโรเอพิแท็กเซียลถูกจำแนกออกเป็น 3 โหมดการเจริญเติบโตหลัก ได้แก่Volmer–Weber (VW), Frank–van der Merwe (FM) และStranski–Krastanov (SK) ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ในสภาวะการเติบโตแบบ VW ฟิล์มเอพิแท็กเซียลจะเติบโตจากนิวเคลียส 3 มิติบนพื้นผิวการเติบโต ในโหมดนี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารดูดซับกับสารดูดซับจะแข็งแกร่งกว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารดูดซับกับพื้นผิว ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเกาะโดยการเกิดนิวเคลียสเฉพาะที่ และชั้นเอพิแท็กเซียลจะเกิดขึ้นเมื่อเกาะเหล่านั้นรวมตัวกัน

ในโหมดการเติบโตแบบ FM ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารดูดซับกับพื้นผิวและระหว่างสารดูดซับด้วยกันเองจะอยู่ในภาวะสมดุล ซึ่งส่งเสริมการเติบโตแบบเอพิเท็กเซียแบบชั้นต่อชั้นหรือแบบไหลตามขั้นบันไดใน 2 มิติ

โหมด SK เป็นการผสมผสานระหว่างโหมด VW และ FM ในกลไกนี้ การเจริญเติบโตจะเริ่มต้นในโหมด FM โดยก่อตัวเป็นชั้น 2 มิติ แต่หลังจากถึงความหนาที่สำคัญแล้ว จะเข้าสู่ระบอบการเจริญเติบโตแบบเกาะ 3 มิติคล้ายกับโหมด VW

อย่างไรก็ตาม การเติบโตแบบเอพิเท็กเซียในทางปฏิบัติเกิดขึ้นในสภาวะอิ่มตัวยิ่งยวดสูง ซึ่งอยู่ห่างจากสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ ในกรณีนั้น การเติบโตแบบเอพิเท็กเซียจะถูกควบคุมโดยจลนศาสตร์ของอะตอมที่เกาะอยู่บนพื้นผิวมากกว่าอุณหพลศาสตร์ และการเติบโตแบบไหลตามขั้นบันได 2 มิติจะกลายเป็นสิ่งที่เด่นชัด^{[ 11 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การเจริญเติบโตแบบโฮโมเอพิแท็กเซียลของฟิล์มบางเซมิคอนดักเตอร์จะทำโดย วิธี การตกตะกอนไอระเหยทางเคมีหรือ ทางกายภาพ ที่ส่งสารตั้งต้นไปยังพื้นผิวในสถานะก๊าซ ตัวอย่างเช่นซิลิคอนมักจะตกตะกอนจากซิลิคอนเตตระคลอไรด์ (หรือเจอร์มาเนียมเตตระคลอไรด์ ) และไฮโดรเจนที่อุณหภูมิประมาณ 1200 ถึง 1250 °C: ^{[ 12 ]}

SiCl _4(g) + 2H _2(g) ↔ Si _(s) + 4HCl _(g)

โดยที่ (g) และ (s) แทนเฟสแก๊สและของแข็งตามลำดับ ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้ และอัตราการเติบโตขึ้นอยู่กับสัดส่วนของแก๊สต้นกำเนิดทั้งสองอย่างมาก อัตราการเติบโตที่สูงกว่า 2 ไมโครเมตรต่อนาทีจะทำให้เกิดซิลิคอนผลึกหลายเหลี่ยม และอัตราการเติบโตติดลบ ( การกัดเซาะ ) อาจเกิดขึ้นได้หากมี ไฮโดรเจนคลอไรด์ ที่เป็นผลพลอยได้ มากเกินไป(อาจมีการเติมไฮโดรเจนคลอไรด์โดยเจตนาเพื่อกัดเซาะเวเฟอร์) ปฏิกิริยาการกัดเซาะเพิ่มเติมจะแข่งขันกับปฏิกิริยาการตกตะกอน:

SiCl _4(g) + Si _(s) ↔ 2SiCl _2(g)

ซิลิคอน VPE อาจใช้ก๊าซซิเลนไดคลอโรซิเลนและไตรคลอโรซิเลนเป็นก๊าซตั้งต้นได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของซิเลนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 650 °C ในลักษณะนี้:

SiH ₄ → Si + 2H ₂

บางครั้ง VPE จะถูกจำแนกตามองค์ประกอบทางเคมีของก๊าซต้นกำเนิด เช่นVPE ไฮไดรด์ (HVPE) และVPE โลหะอินทรีย์ (MOVPE หรือ MOCVD)

ห้องปฏิกิริยาที่กระบวนการนี้เกิดขึ้นอาจถูกให้ความร้อนด้วยหลอดไฟที่อยู่นอกห้อง^{[ 13 ]}เทคนิคทั่วไปที่ใช้ใน การเจริญเติบโต ของสารกึ่งตัวนำแบบผสมคือการปลูกผลึกด้วยลำแสงโมเลกุล (MBE) ในวิธีนี้ วัสดุต้นกำเนิดจะถูกให้ความร้อนเพื่อสร้าง ลำแสงของอนุภาค ที่ระเหยซึ่งเดินทางผ่านสุญญากาศ สูงมาก (10 ⁻⁸ Pa ; แทบจะเป็นพื้นที่ว่างเปล่า) ไปยังพื้นผิวและเริ่มการเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียล^{[ 14 ] [ 15 ]} ในทางกลับกัน การปลูกผลึกด้วยลำแสงเคมีเป็นกระบวนการสุญญากาศสูงมากที่ใช้สารตั้งต้นในเฟสแก๊สเพื่อสร้างลำแสงโมเลกุล^{[ 16 ]}

เทคนิคอีกอย่างหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์และนาโนเทคโนโลยีคือการปลูกผลึกแบบชั้นอะตอม (Atomic Layer Epitaxy ) ซึ่งใช้การปล่อยก๊าซตั้งต้นสลับกันไปเป็นช่วงๆ เข้าไปในห้อง ทำให้เกิดการเติบโตของชั้นอะตอมเดี่ยวโดยอาศัยการอิ่มตัวของพื้นผิวและการดูดซับทางเคมี

การปลูกผลึกเซมิคอนดักเตอร์จากสารหลอมเหลว (Liquid-phase epitaxy หรือ LPE) เป็นวิธีการปลูกผลึกเซมิคอนดักเตอร์จากสารหลอมเหลวลงบนพื้นผิวของแข็ง โดยเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของเซมิคอนดักเตอร์ที่ต้องการปลูก เซมิคอนดักเตอร์จะถูกละลายในสารหลอมเหลวของวัสดุอื่น ภายใต้สภาวะที่ใกล้เคียงกับสมดุลระหว่างการละลายและการตกตะกอน การตกตะกอนของผลึกเซมิคอนดักเตอร์บนพื้นผิวจึงค่อนข้างเร็วและสม่ำเสมอ พื้นผิวที่ใช้กันมากที่สุดคือ อินเดียมฟอสไฟด์ (InP) พื้นผิวอื่นๆ เช่น แก้วหรือเซรามิก สามารถนำมาใช้ได้สำหรับการใช้งานพิเศษ เพื่อให้เกิดการก่อตัวของนิวเคลียสและหลีกเลี่ยงความตึงเครียดในชั้นที่ปลูก ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของพื้นผิวและชั้นที่ปลูกควรใกล้เคียงกัน

การปลูกผลึกแบบของเหลวด้วยแรงเหวี่ยงถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์เพื่อสร้างชั้นบางๆ ของซิลิคอน เจอร์มาเนียมและแกลเลียมอาร์เซไนด์ [ ^{17 ] [ 18 ] การ}เติบโตของฟิล์มที่เกิดจากการเหวี่ยงเป็นกระบวนการที่ใช้ในการสร้างชั้นบางๆ ของวัสดุโดยใช้เครื่องเหวี่ยงกระบวนการนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างซิลิคอนสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง^{[ 19 ] [ 20 ]}และโฟโตดีเทคเตอร์อินฟราเรดระยะไกล^{[ 21 ]}อุณหภูมิและอัตราการหมุนของเครื่องเหวี่ยงถูกใช้เพื่อควบคุมการเติบโตของชั้น^{[ 18 ]}การปลูกผลึกแบบของเหลวด้วยแรงเหวี่ยงมีความสามารถในการสร้างการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเจือปนในขณะที่สารละลายถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิคงที่^{[ 22 ]}

การปลูกผลึกแบบเฟสของแข็ง (SPE) คือการเปลี่ยนผ่านระหว่างเฟสอสัณฐานและเฟสผลึกของวัสดุ โดยปกติจะผลิตโดยการวางฟิล์มของวัสดุอสัณฐานลงบนพื้นผิวผลึก จากนั้นให้ความร้อนเพื่อทำให้ฟิล์มตกผลึก พื้นผิวผลึกเดี่ยวทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการเจริญเติบโตของผลึก ขั้นตอนการอบอ่อนที่ใช้ในการตกผลึกใหม่หรือซ่อมแซมชั้นซิลิคอนที่เป็นอสัณฐานระหว่างการปลูกถ่ายไอออนก็ถือเป็นการปลูกผลึกแบบเฟสของแข็งประเภทหนึ่งเช่นกัน การแยกตัวและการกระจายตัวของสิ่งเจือปนที่ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นผลึกและอสัณฐานที่กำลังเติบโตในระหว่างกระบวนการนี้ใช้เพื่อรวมสารเจือปนที่มีความสามารถในการละลายต่ำในโลหะและซิลิคอน^{[ 23 ]}

ชั้นเอพิแท็กเซียลสามารถถูกเจือปนได้ในระหว่างการตกตะกอนโดยการเพิ่มสิ่งเจือปนลงในก๊าซต้นกำเนิด เช่นอาร์ซีนฟอสฟีนหรือไดโบเรนสารเจือปนในก๊าซต้นกำเนิดที่ปลดปล่อยออกมาโดยการระเหยหรือการกัดผิวแบบเปียก อาจแพร่เข้าไปในชั้นเอพิแท็กเซียลและทำให้เกิดการเจือปนอัตโนมัติความเข้มข้นของสิ่งเจือปนในเฟสของก๊าซจะเป็นตัวกำหนดความเข้มข้นในฟิล์มที่ตกตะกอน การเจือปนยังสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคการแข่งขันของไซต์ โดยที่อัตราส่วนของสารตั้งต้นในการเติบโตจะถูกปรับเพื่อเพิ่มการรวมตัวของช่องว่าง สารเจือปนชนิดเฉพาะ หรือคลัสเตอร์ช่องว่าง-สารเจือปนเข้าไปในแลตติส^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} นอกจากนี้ อุณหภูมิสูงที่ใช้ในการทำเอพิแท็กซีอาจทำให้สารเจือปนแพร่เข้าไปในชั้นที่กำลังเติบโตจากชั้นอื่นๆ ในเวเฟอร์ ( การแพร่ออก )

ในทางแร่ธาตุวิทยา เอพิแท็กซีคือการเจริญเติบโตของแร่ชนิดหนึ่งบนแร่อีกชนิดหนึ่งอย่างเป็นระเบียบ โดยที่ทิศทางผลึก บางอย่าง ของแร่ทั้งสองจะเรียงตัวกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อระนาบบางระนาบในแลตติสของการเจริญเติบโตและพื้นผิวมีระยะห่างระหว่างอะตอมที่ คล้ายกัน ^{[ 27 ]}

หากผลึกของแร่ทั้งสองชนิดก่อตัวได้ดีจนทิศทางของแกนผลึกวิทยาชัดเจน ความสัมพันธ์แบบเอพิแท็กซิกสามารถอนุมานได้จากการตรวจสอบด้วยสายตาเพียงอย่างเดียว^{[ 27 ]}

บางครั้งผลึกแยกกันจำนวนมากก่อตัวเป็นการเจริญเติบโตบนพื้นผิวเดียว และหากมีเอพิแท็กซี ผลึกที่เจริญเติบโตทั้งหมดจะมีทิศทางที่คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม ในทางกลับกันนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นจริงเสมอไป หากผลึกที่เจริญเติบโตมีทิศทางที่คล้ายคลึงกัน ก็อาจมีความสัมพันธ์แบบเอพิแท็กซี แต่ก็ไม่แน่นอน^{[ 27 ]}

ผู้เขียนบางท่าน^{[ 28 ]}พิจารณาว่าการเจริญเติบโตของแร่ชนิดเดียวกันรุ่นที่สองควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นเอพิแท็กซีเช่นกัน และนี่เป็นคำศัพท์ทั่วไปสำหรับ นักวิทยาศาสตร์ เซมิคอนดักเตอร์ที่กระตุ้นการเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กซีของฟิล์มที่มี ระดับ การเจือปน ที่แตกต่างกัน บนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ของวัสดุชนิดเดียวกัน อย่างไรก็ตาม สำหรับแร่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ คำจำกัดความของ สมาคมแร่ธาตุระหว่างประเทศ (IMA) กำหนดให้แร่ทั้งสองต้องเป็นชนิดที่แตกต่างกัน^{[ 29 ]}

การประยุกต์ใช้เอพิแท็กซีที่มนุษย์สร้างขึ้นอีกอย่างหนึ่งคือการสร้างหิมะเทียมโดยใช้ไอโอไดด์เงินซึ่งเป็นไปได้เพราะ ไอโอไดด์เงิน หกเหลี่ยมและน้ำแข็งมีมิติเซลล์ที่คล้ายกัน^{[ 28 ]}

แร่ธาตุที่มีโครงสร้างเหมือนกัน ( แร่ไอโซมอร์ฟิก ) อาจมีความสัมพันธ์แบบเอพิแท็กซิกได้ ตัวอย่างเช่นอัลไบต์NaAlSi₃โอ₈บนไมโครไคลน์KAlSi₃โอ₈แร่ทั้งสองชนิดนี้มีโครงสร้างผลึกแบบไตรคลินิก (triclinic)โดยมีกลุ่มพื้นที่ (space group ) 1และมี พารามิเตอร์ ของเซลล์หน่วย ที่คล้ายคลึงกัน คือ a = 8.16 Å, b = 12.87 Å, c = 7.11 Å, α = 93.45°, β = 116.4°, γ = 90.28° สำหรับแอลไบต์ และ a = 8.5784 Å, b = 12.96 Å, c = 7.2112 Å, α = 90.3°, β = 116.05°, γ = 89° สำหรับไมโครไคลน์

แร่ธาตุที่มีองค์ประกอบเดียวกันแต่มีโครงสร้างต่างกัน ( แร่ธาตุโพลีมอร์ฟิก ) อาจมีความสัมพันธ์แบบเอพิแท็กซิกได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นไพไรต์และมาร์คาไซต์ซึ่งทั้งคู่เป็น FeS2 _และสฟาเลอไรต์และเวิร์ตไซต์ซึ่งทั้งคู่เป็น ZnS ^{[ 27 ]}

แร่บางคู่ที่ไม่มีความสัมพันธ์กันทางโครงสร้างหรือองค์ประกอบก็อาจแสดงปรากฏการณ์เอพิแท็กซีได้เช่นกัน ตัวอย่างทั่วไปคือรูไทล์^{TiO2 บนเฮมาไทต์ Fe2O3 [27][30} ] _{รูไทล์}มีโครงสร้างแบบเต_ตระโก^{นัลและเฮ}_มา^ไทต์มีโครงสร้างแบบไตรโกนัลอย่างไรก็ตาม ยังมีทิศทางของระยะห่างที่คล้ายกันระหว่างอะตอมใน ระนาบ (100)ของรูไทล์ (ตั้งฉากกับแกน a ) และ ระนาบ (001)ของเฮมาไทต์ (ตั้งฉากกับแกน c) ในปรากฏการณ์เอพิแท็กซี ทิศทางเหล่านี้มักจะเรียงตัวกัน ทำให้แกนของการเจริญเติบโตของรูไทล์ขนานกับแกน c ของเฮมาไทต์ และแกน c ของรูไทล์ขนานกับแกนใดแกนหนึ่งของเฮมาไทต์^{[ 27 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งคือฮีมาไทต์(Fe)³⁺ ₂โอ₃บนแมกนีไทต์Fe²⁺เฟ³⁺ ₂โอ₄โครงสร้างของแมกเนไทต์มีพื้นฐานมาจาก ไอออนออกซิเจน ที่เรียง ตัวกันอย่างหนาแน่นในลำดับ ABC-ABC ในการเรียงตัวนี้ ชั้นที่เรียงตัวกันอย่างหนาแน่นจะขนานกับ(111) (ระนาบที่ "ตัด" มุมของลูกบาศก์ออกอย่างสมมาตร) โครงสร้างของเฮมาไทต์มีพื้นฐานมาจากไอออนออกซิเจนที่เรียงตัวกันอย่างหนาแน่นในลำดับ AB-AB ซึ่งส่งผลให้ได้ผลึกที่มีสมมาตรแบบหกเหลี่ยม^{[ 31 ]}

หากแคตไอออนมีขนาดเล็กพอที่จะพอดีกับโครงสร้างที่อัดแน่นอย่างแท้จริงของแอนไอออนออกซิเจน ระยะห่างระหว่างตำแหน่งออกซิเจนที่อยู่ใกล้เคียงที่สุดจะเท่ากันสำหรับทั้งสองชนิด อย่างไรก็ตาม รัศมีของไอออนออกซิเจนมีเพียง 1.36 Å ^{[ 32 ]}และแคตไอออน Fe มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้เกิดความแปรผันได้ รัศมีของ Fe แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.49 Å ถึง 0.92 Å ^{[ 33 ]}ขึ้นอยู่กับประจุ (2+ หรือ 3+) และเลขโคออร์ดิ เนชัน (4 หรือ 8) ถึงกระนั้น ระยะห่างของ O ก็คล้ายกันสำหรับแร่ทั้งสองชนิด ดังนั้นเฮมาไทต์จึงสามารถเติบโตบน หน้า (111)ของแมกเนไทต์ได้อย่างง่ายดาย โดยที่เฮมาไทต์(001)ขนานกับแมกเนไทต์ ( ¹¹¹ ) [ ^{31 ]}

การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีใช้ในนาโนเทคโนโลยีและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่จริงแล้ว การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีเป็นวิธีเดียวที่ราคาไม่แพงสำหรับการปลูกผลึกคุณภาพสูงสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์หลายชนิด ในวิทยาศาสตร์พื้นผิวการปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีใช้ในการสร้างและศึกษา ฟิล์ม ชั้นเดียวและหลายชั้นของโมเลกุลอินทรีย์ที่ดูดซับ บน พื้นผิว ผลึกเดี่ยวผ่านกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนอุโมงค์^{[ 34 ] [ 35 ]}

• เฮเทอโรจังก์ชัน
• การเติบโตของเกาะ
• นาโนแรม
• เลเซอร์ควอนตัมแคสเคด
• การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อเฉพาะบริเวณ
• ซิลิคอนบนแซฟไฟร์
• เหตุการณ์พลิกผันเพียงครั้งเดียว
• การปลูกผลึกด้วยเลเซอร์ความร้อน
• ฟิล์มบาง
• เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้ง
• ศูนย์ป้องกันเวค
• โซเรส อัลเฟรอฟ

• Jaeger, Richard C. (2002). "การตกตะกอนฟิล์ม" . บทนำสู่การผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (ฉบับที่ 2). อัปเปอร์ แซดเดิล ริเวอร์: เพรนทิส ฮอลล์. ISBN 978-0-201-44494-0.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และเซมิคอนดักเตอร์

• epitaxy.net ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 9 มีนาคม 2013 ที่Wayback Machine : ฟอรัมกลางสำหรับชุมชน epitaxy
• กระบวนการสะสม
• CrystalXE.com : ซอฟต์แวร์เฉพาะทางด้านการปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซี