外延層

在某些情況下，需要硅片有非常純的與襯底有相同晶體結構（單晶）的硅表面，還要保持對雜質類型和濃度的控制。這要通過在硅表面澱積一個外延層來達到。外延（epitaxial）是由兩個希臘詞組成的，epi意思是“在上面”，taxis意思是“排列”。

在硅外延中，硅基片作為籽晶在硅片上面生長一薄層硅。新的外延層會複製硅片的晶體結構。由於襯底硅片是單晶，外延層也是單晶。而且，外延層可以是n型也可以是p型，這並不依賴於原始硅片的摻雜類型。例如，在p型硅片上外延一層電學活性雜質濃度比襯底還要低的P型硅是可以的。如圖1所示 ^[1]  ：

硅外延發展的起因是為了提高雙極器件和集成電路的性能。外延可以在重摻雜的襯底上生長一層輕摻雜的外延層。這在優化pn結的擊穿電壓的同時降低了集電極電阻，在適中的電流強度下提高了器件的速度。外延在CMOS集成電路中變得重要起來，因為隨着器件尺寸不斷縮小，它將閂鎖效應降到最低。外延層通常是沒有玷污的（比如沒有氧顆粒，它不是真正的CZ法生長的硅） ^[1]  。

外延層的厚度可以不同，用於高速數字電路的典型厚度是0.5到5微米，用於硅功率器件的典型厚度是50到100微米。