看到一些新闻，表示某国高科技企业开拓了一种新型衬底材料，与GaN晶格匹配，可以良好成长GaN。(备注：GaN体单晶制备难度非常大，因此此处所提的GaN是外延层，此处暴露了外延层存在的意义之一)。那为什么要有衬底及外延层之分呢？外延层的存在有何意义？接下来通过本文一起来探索一下~~
外延Epitaxy这个词来源于希腊字epi，意思是"…之上"
以是常见的GaN on Si的表达也就很随意马虎理解了。
外延片的名字来源
首先，先遍及一个小观点：晶圆制备包括衬底制备和外延工艺两大环节。衬底（substrate）是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以进行外延工艺加工生产外延片。外延（epitaxy）是指在经由切、磨、抛等仔细加工的单晶衬底上成长一层新单晶的过程，新单晶可以与衬底为同一材料，也可以是不同材料（同质外延或者是异质外延）。由于新生单晶层按衬底晶相延伸成长，从而被称之为外延层（厚度常日为几微米，以硅为例：硅外延成长其意义是在具有一定晶向的硅单晶衬底上成长一层具有和衬底相同晶向的电阻率与厚度不同的晶格构造完全性好的晶体），而长了外延层的衬底称为外延片（外延片=外延层+衬底）。器件制作在外延层上为正外延，若器件制作在衬底上则称为反外延，此时外延层只起支撑浸染。
同质外延&异质外延
同质外延外延层与衬底同种材料：如Si/Si、GaAs/GaAs、GaP/GaP;异质外延外延层与衬底不同材料：如Si/Al2O3、GaS/Si、GaAlAs/GaAs、GaN/SiC等
抛光晶圆
外延工艺办理了什么问题？
只有体单晶材料难以知足日益发展的各种半导体器件制作的须要。因此，1959年末开拓了薄层单晶材料成长技外延成长。那外延技能到底对材料的进步有了什么详细的帮助呢？
对付硅而言，硅外延成长技能开始的时候，真是硅高比年夜功率晶体牵制做遇见困难的时候。从晶体管事理来看，要得到高比年夜功率，必须做到集电区击穿电压要高，串联电阻要小，即饱和压降要小。前者哀求集电区材料电阻率要高，而后者哀求集电区材料电阻率要低，两省相互抵牾。如果采取集电极区材料厚度减薄的办法来减少串联电阻，会使硅片太薄易碎，无法加工，若降落材料的电阻率，又与第一个哀求抵牾，而外延技能的发展则成功地办理了这一困难。
办理方案：在电阻极低的衬底上成长一层高电阻率外延层，器件制作在外延层上，这样高电阻率的外延层担保了管子有高的击穿电压，而低电阻的衬底又降落了基片的电阻，从而降落了饱和压降，从而办理了二者的抵牾。
此外，GaAs等Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族以及其他分子化合物半导体材料的气相外延、液相外延等外延技能也都得到很大的发展，已成为绝大多数书微波器件、光电器件、功率器件等制作不可短缺的工艺技能，特殊是分子束、金属有机气相外延技能在薄层、超晶格、量子阱、应变超晶格、原子级薄层外延方面的成功运用，为半导体研究的新领域“能带工程”的开拓打下了夯实的根本。
实际运用中，宽禁带半导体器件险些都做在外延层上，碳化硅晶片本身只作为衬底，因此外延层的掌握可是宽禁带半导体家当主要的一环
PS：引用一下台塑盛高科技官网资料总结一下，epi代表在上方，而taxy则是指规则排列，按字面意义来看，也有它叫磊晶，磊晶晶圆片早期紧张用以改进双极电晶体(Bipolartransitors)等元件的品质，近年来也普遍被用在BipolarIC元件及MOS制程上。
外延技能的7大技能
1、可以在低（高）阻衬底上外延成长高（低）阻外延层。
2、可以在P（N）型衬底上外延成长N（P）型外延层，直接形成PN结，不存在用扩散法在单晶基片上制作PN结时的补偿的问题。
3、与掩膜技能结合，在指定的区域进行选择外延成长，为集成电路和构造分外的器件的制作创造了条件。
4、可以在外延成长过程中根据须要改变掺杂的种类及浓度，浓度的变革可以是陡变的，也可以是缓变的。
5、可以成长异质，多层，多组分解合物且组分可变的超薄层。
6、可在低于材料熔点温度下进行外延成长，成长速率可控，可以实现原子级尺寸厚度的外延成长。
7、可以成长不能拉制单晶材料，如GaN，三、四元系化合物的单晶层等。
各种外延层及外延工艺
一言以蔽之，外延层比衬底材料更易于得到完美可控的晶体构造，更利于材料的运用开拓。
