Широко використовується для вирощування як масивних кристалів, так і епітаксійних плівок, тонких (полікристалічних або аморфних) покриттів, ниткоподібних і пластинчастих кристалів. Конкретний метод вирощування вибирають в залежності від матеріалу. Методи вирощування масивних кристалів універсальні, практично для будь-якої речовини може бути підібрано такий процес, який забезпечив би зростання монокристала.
У методах вирощування, заснованих на фізичній конденсації кристаллизуемой речовини, речовина надходить до зростаючого кристалу у вигляді власного пара, що складається з молекул їх асоціацій - димарів, тримерів і т.д.
Залежно від способу доставки речовини в зону кристалізації розрізняють чотири основні методи: метод молекулярних пучків в вакуумі, метод катодного розпилення, метод об'ємної парової фази в замкнутій системі і кристалізацію в потоці інертного газу.
У методі молекулярних пучків нагрітий до високої температури у вакуумі компактне джерело випускає атоми або молекули, які поширюючись по законам геометричній оптики, потрапляють на підкладку, де і відбувається конденсація. Високу локальну температуру дозволяє отримати електронно-променевої нагрів матеріалу, який випаровується речовини. Фокусуючи електронний промінь, нагрівають малий ділянку на порівняно масивному зливку испаряемого речовини, іноді доводячи його до плавлення. Випарник і підкладку поміщають в камеру з холодними стінками, в якій забезпечують високий вакуум. Якщо на шляху частинок помістити екран в отворами ( «маску»), то він вирізає окремі пучки частинок. Таким способом можна локалізувати кристалізацію на обраних ділянках.
Для підвищення досконалості плівок метод молекулярних пучків комбінують з хімічними методами осадження.
Метод катодного розпилення - гнучкий, легко керований процес. Набув широкого поширення для осадження плівок, як полікристалічних, так і монокристалічних. При використанні варіанту катодного розпилення з використанням тліючого розряду між катодом і паралельним йому заземленим плоским анодом на якому розташовуються підкладки, запалюють розряд. Стационарность розряду підтримується завдяки динамічної рівноваги між числом іонів, що нейтралізують на катоді, і числом нових іонів, що генеруються в плазмі тліючого розряду електронами, еммітіруемимі з катода. Вдаряються про катод іони вибивають з нього атоми шляхом передачі імпульсу. Ці атоми електрично нейтральні і досягають анода, практично не соударяясь з молекулами газу. При осадженні на монокристалічного підкладку може бути забезпечений епітаксіальний зростання. Розроблено різні варіанти методу катодного розпилення.
До методів за участю хімічної реакції відносяться методи хімічного транспорту, методи розкладання з'єднань і методи синтезу в паровій фазі.
У методах хімічного транспорту кристаллизуемой речовина в твердому або рідкому вигляді взаємодіє в зоні джерела з іншим речовиною і перетворюється в газоподібні сполуки, які переносяться в зону з іншої температурою і, розкладаючись по зворотної реакції, виділяють вихідна речовина. У методах розкладання сполук в зону кристалізації вводиться летюча з'єднання, яке під дією газоподібного відновника і високої температури або будь-якого іншого впливу розкладається з виділенням кристаллизуемой речовини. У методі синтезу в паровій фазі кристаллизуемой з'єднання утворюється в результаті реакції між газоподібними компонентами безпосередньо в зоні кристалізації.