在單晶襯底（基片）上生長(zhǎng)一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶層，猶如原來(lái)的晶體向外延伸了一段，故稱(chēng)外延生長(zhǎng)。
中文名外延生長(zhǎng)
時(shí) 間50年代末60年代初
方 法減小集電極串聯(lián)電阻
途 徑氣相外延工藝
外延生長(zhǎng)技術(shù)發(fā)展于50年代末60年代初。當(dāng)時(shí)，為了制造高頻大功率器件，需要減小 集電極串聯(lián)電阻，又要求材料能耐高壓和大電流，因此需要在低阻值襯底上生長(zhǎng)一層薄的高阻外延層。外延生長(zhǎng)的新單晶層可在導(dǎo)電類(lèi)型、電阻率等方面與襯底不同，還可以生長(zhǎng)不同厚度和不同要求的多層單晶，從而大大提高器件設(shè)計(jì)的靈活性和器件的性能。外延工藝還廣泛用于集成電路中的PN結(jié)隔離技術(shù)（見(jiàn)隔離技術(shù)）和大規(guī)模集成電路中改善材料質(zhì)量方面。
生長(zhǎng)外延層有多種方法，但采用最多的是氣相 外延工藝。圖1為硅(Si) 氣相外延的裝置 原理圖。氫(H2)氣攜帶四氯化硅(SiCl4)或 三氯氫硅(SiHCl3)、 硅烷(SiH4)或 二氯氫硅(SiH2 Cl2)等進(jìn)入置有硅襯底的反應(yīng)室，在反應(yīng)室進(jìn)行高溫化學(xué)反應(yīng)，使含硅反應(yīng)氣體還原或熱分解，所產(chǎn)生的硅原子在襯底硅表面上外延生長(zhǎng)。其主要化學(xué)反應(yīng)式， 硅片外延生長(zhǎng)時(shí)，常需要控制摻雜，以保證控制電阻率。N型外延層所用的摻雜劑一般為磷烷(PH3)或三氯化磷(PCl3);P型的為乙硼烷(B2H6)或三氯化硼(BCl3)等。
氣相外延生長(zhǎng)常使用高頻感應(yīng)爐加熱， 襯底置于包有碳化硅、玻璃態(tài)石墨或熱分解石墨的高純石墨加熱體上，然后放進(jìn)石英 反應(yīng)器中。此外，也有采用紅外輻照加熱的。為了制備優(yōu)質(zhì)的外延層，必須保證原料的純度。對(duì)于 硅外延生長(zhǎng)，氫氣必須用 鈀管或分子篩等加以?xún)艋?使露點(diǎn)在-7℃以下，還要有嚴(yán)密的系統(tǒng)，因微量水汽或氧的泄漏會(huì)產(chǎn)生有害的影響；為獲得平整的表面，襯底必須嚴(yán)格拋光并防止表面有顆粒或化學(xué)物質(zhì)的沾污；在外延生長(zhǎng)前，反應(yīng)管內(nèi)在高溫下用干燥氯化氫、溴或溴化氫進(jìn)行原位拋光，以減少層錯(cuò)缺陷;為減少 位錯(cuò)須避免襯底邊緣損傷、熱應(yīng)力沖擊等;為得到重復(fù)均勻的厚度和摻雜濃度分布，還須控制溫度分布和選擇合適的氣流模型。
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