Epitaxy（外延生长）就是沿衬底晶格方向“复制”单晶结构，让生长层“继承”衬底的有序排布。这一过程对表面洁净度、温度场、气氛稳定性等要求极高，目的是获得低缺陷、杂质可控、晶向一致的单晶薄层，为高端器件制造提供平台。

• 本征型EPI：超低杂质、超高电阻率，关键于功率、射频等领域的高压承受。

• 异质EPI（如SiGe/Si，III-V/Si）：通过不同材料组合获得带隙、迁移率等性能提升，是集成光电、高速通信等新兴技术的核心。

• 本征型EPI：超低杂质、超高电阻率，关键于功率、射频等领域的高压承受。

• 异质EPI（如SiGe/Si，III-V/Si）：通过不同材料组合获得带隙、迁移率等性能提升，是集成光电、高速通信等新兴技术的核心。

2.1 气相外延（CVD）

• 主流为热壁/冷壁反应器，气源如SiH₄、SiCl₄等，辅以PH₃/B₂H₆等掺杂气体。

• 典型工艺温度900-1200℃，厚度0.1-20μm可调。

• 新兴方向：低温EPI、原子层外延（ALE）、分子束外延（MBE）等，提升界面控制和薄层均匀性。

2.2 区域选择性外延（Selective Epitaxy）

• 依赖光刻掩膜，实现“局部外延”，大幅提升集成电路的结构复杂度。

• 常用于FinFET Source/Drain应变工程、SOI局部高压区、射频异质结结构。

2.3 超级结EPI

• 多层P/N EPI层交替堆叠，横向掺杂精度高，需极致的生长厚度、掺杂同步控制。

3. 最新EPI技术趋势与应用

3.1 大尺寸/高压/高均匀性EPI

• 12英寸（300mm）EPI：推动先进CMOS和功率器件降本增效。

• 超厚EPI（>10μm）：用于IGBT、SiC MOSFET高压漂移区，需极高生长速率与均匀性控制。

• 硅基氮化镓（GaN-on-Si）/碳化硅EPI：第三代半导体高频、高压功率应用新热点。

3.2 高掺杂/梯度掺杂EPI

• 利用in-situ掺杂技术，实现高精度N/P型外延区，支撑低损耗/高效功率开关。

• 梯度掺杂/局部超高掺杂结构，助力射频、HBT等高端器件开发。

3.3 EPI缺陷与界面工程

• 深度氧化、微污染、衬底应力等都会引入错配和位错，影响器件BV、Ron、寿命。

• 高端EPI厂商采用原子级表面处理（氢还原、原子层清洗），结合原位监控（RHEED、in-situ XRD等），将TDD、杂质和表面粗糙度降至极限。

EPI技术正在成为SiC、GaN等第三代半导体量产的决定性瓶颈——

• SiC EPI：常用CVD法生长低缺陷漂移层，是SiC MOSFET、SBD实现高压、高可靠性的关键。

• GaN外延：MOCVD/MBE，需克服大面积低位错、高均匀性掺杂、应力控制等难题，是高端射频与功率芯片的核心技术。

6. 行业格局与产业趋势

• 中国本土EPI能力大幅提升：华润微、士兰微、华虹宏力等已布局12英寸EPI量产，SiC/GaN EPI环节国产替代加速。

• 设备国产化：EPI反应器、精密掺杂系统等逐步突破，减少对进口设备依赖。

• 高端市场集中化：高端功率器件、射频通信等，外延片品质直接决定产业链话语权。