外延晶圆

外延晶圆（EPI）指的是在衬底上生长的半导体薄膜，主要由三部分组成：P型层、量子阱和N型层。氮化镓（GaN）是目前的主流外延材料，而常见的衬底材料分为三类：蓝宝石、硅和碳化硅。量子阱通常采用5周期结构。金属有机化学气相沉积（MOCVD）是主导制造工艺。作为LED产业的核心环节，MOCVD技术需要精湛的技术专长和大量的资本投入。

普通外延层、多层结构外延层、超高电阻率外延层和超厚外延层均可在硅衬底上制造。外延层的电阻率可超过1000欧姆·厘米，且可提供多种导电类型，包括P/P++、N/N++、N/N+、N/N+/N++、N/P/P和P/N/N+。

硅外延晶圆作为制造各种半导体器件的核心原材料，广泛应用于消费电子、工业电子、军用电子和航天电子领域。
蓝宝石上硅（SOS）技术本质上是一种异质外延工艺，其中在蓝宝石晶圆上生长一层薄硅膜（通常薄于0.6微米）。SOS属于用于CMOS器件的绝缘体上硅（SOI）外延技术系列。由于其固有的抗辐射能力，SOS主要应用于航天和军用电子领域。
高纯度合成单晶蓝宝石是标准衬底材料。硅薄膜通过热分解硅烷制备，随后将硅沉积到蓝宝石衬底上。

SOS的主要优势在于其优异的电绝缘性能，有效阻止辐射引起的杂散电流泄漏到相邻组件。然而，SOS的商业大规模应用仍未实现，因为其无法很好地适应高密度现代晶体管制造。这一限制源于硅与蓝宝石之间的晶格失配，导致SOS外延过程中产生位错、孪晶和堆垛层错。此外，靠近衬底界面的硅层还受到来自蓝宝石衬底的铝污染扩散。