Общий механизм роста поликристаллических слоев похож на механизм роста эпитаксиальных пленок, за исключением того, что срастающиеся островки в этом случае имеют произвольную относительную ориентацию, подчиняющуюся случайному закону распределения. Во время срастания происходит рекристаллизация, поэтому размер зерен растет. [3]

Эпитаксия – это ориентированный или монокристаллический рост пленки. Эпитаксия значительно представлена в технологии микроэлектроники и имеет две основные разновидности:

- автоэпитаксия, ориентированный или монокристаллический рост материала на подложке из того же материала;

- гетероэпитаксия, это ориентированный или монокристаллический рост материала на подложке из другого материала.

Эпитаксиальное выращивание весьма сложный и многофакторно обусловленный процесс. Основные условия, как следует из теоретических и экспериментальных исследований, следующие:

- высокая температура подложки – малые температуры подложки уменьшают отношение скорости эпитаксиального зарождения к скорости неориентированного роста; увеличение температуры активирует процесс осаждения атомов в позициях, сопряженных с кристаллической решеткой подложки, приводит к увеличению поверхностной и объемной диффузии, способствующих сглаживанию несоответствия, которые возникают при росте соседних зародышей; величина температуры эпитаксии зависит от многих параметров критичных для механизма формирования пленки;

- низкие пересыщения – при низких пересыщениях только отдельные места могут действовать как центры зарождения, тогда как при высоких пересыщениях вероятно более беспорядочное, случайное зарождение.

Дислокации и дефекты упаковки.

Дислокации и дефекты упаковки вакансионного и междоузельного типов являются наиболее часто встречающимися дефектами в поликристаллических и монокристаллических пленках. Плотность дислокаций обычно составляет 10¹⁰ - 10¹¹ см^-2.[3]

Основные механизмы появления дислокаций:

1) при сращивании двух островков с кристаллическими решетками, слегка повернутыми относительно друг друга, образуется субграница, состоящая из дислокаий;

2) т.к. подложка и пленка обычно имеют разные параметры решетки, это приводит к смещению атомов пленки и подложки друг относительно друга, разным в разных островках, что может привести к образованию дислокаций при срастании островков;

3) напряжения в пленках могут привести к возникновению дислокаций на краях дырок и границе с подложкой;

4) дислокации, оканчивающиеся на поверхности подложки, могут продолжаться в пленку;

5) при коалесценции островков с дефектами упаковки.

Если измерять плотность дислокаций в процессе роста, окажется, что большинство дислокаций вводиться в пленку на стадии образования каналов и дырок (рис. 1.2.2). Большинство дислокаций на этой стадии роста появляется из-за несоответствия решеток пленки и подложки и вероятно возникающими напряжениями и соответствующими упругими деформациями.

Рис.1.2.2 Качественная зависимость плотности дислокаций от толщины пленок. [3]

Вакансии могут возникать по разным причинам, в том числе и из-за замуровывания при быстрой конденсации.

Примеси очевидно определяются технологической чистотой процесса.

Природа междоузельных дефектов не менее многофакторна, чем и природа вакансий.

Границы зерен.

В общем случае, в тонких пленках границы зерен занимают большую площадь, чем в массивных образцах материала, т.к. средний размер зерна в пленках меньше. Размер зерна зависит от условий осаждения и температуры отжига (рис. 1.2.3).

Рис.1.2.3 Зависимость размера кристаллитов от толщины пленки , температуры подложки , температуры отжига  и скорости осаждения . [3]

Как видно из представленных зависимостей, зерна перестают расти при достижении некоторых значений параметров осаждения. Зависимость размера кристаллитов от толщины пленки свидетельствует о том, что после достижения определенной толщины, новые зерна будут зарождаться поверх старых. Размер зерна увеличивается при увеличении температуры подложки или температуры отжига, т.к. пи этом увеличивается поверхностная подвижность; в результате происходит уменьшение полной энергии пленки за счет уменьшения площади границ между зернами. Зависимость размера кристаллитов от скорости осаждения объясняется тем, что при больших скоростях конденсации затрудняется процесс поверхностной миграции атомов (основного механизма роста зерен), т.е. происходит некоторый эффект «замуровывания».[3]