La croissance d'un semi-conducteur sur un autre, connue sous le nom de processus d'hétéroépitaxie, a permis la production d'une large gamme de dispositifs dits hétéroépitaxiés, tels que les diodes électroluminescentes à haute luminosité, les lasers et les transistors à haute fréquence. Le développement de dispositifs utilisant d'autres matériaux est basé sur le choix du substrat et est représenté par la combinaison couche épitaxiale/substrat. Cette combinaison, qui utilise le processus de croissance, nécessite la réalisation d'un maximum de compatibilité chimique et cristallographique dans laquelle l'orientation cristallographique de la couche est exactement déterminée par le cristal du substrat. La structure de surface du cristal de substrat peut avoir un effet important sur les propriétés du cristal épitaxié. Par ailleurs, l'homoépitaxie est un autre processus qui diffère de l'hétéroépitaxie, si le substrat et la couche ont la même composition chimique, on parle d'homoépitaxie, comme GaAs/GaAs, et on parle d'hétéroépitaxie, si la couche/le substrat ont une composition chimique différente, comme InP/GaAs. Ces matériaux sont utilisés pour produire des diodes électroluminescentes de haute qualité et des transistors à haute mobilité.