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外延片與晶圓的區(qū)別是什么？

外延片與晶圓的區(qū)別是什么？

2025-08-19 11:17
外延片（Epitaxial Wafer，簡稱 Epi Wafer）與晶圓（Wafer）的核心區(qū)別在于結(jié)構(gòu)、制備目的和應(yīng)用場景，二者是半導(dǎo)體制造中不同階段的關(guān)鍵載體，具體差異如下：

1. 定義與結(jié)構(gòu)

類別定義核心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
晶圓（Wafer）半導(dǎo)體制造的 “基礎(chǔ)襯底”，通常由高純度單晶硅（或其他半導(dǎo)體材料，如 GaAs）拉制、切割、拋光而成。單一層結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為高純度原始半導(dǎo)體（如單晶硅），僅經(jīng)過表面拋光處理，無額外生長層。
外延片（Epi Wafer）在晶圓（作為 “襯底晶圓”）表面，通過外延生長技術(shù)（如化學(xué)氣相沉積 CVD）生成一層 / 多層與襯底材質(zhì)相同或相似的單晶半導(dǎo)體薄膜（外延層）。雙層 / 多層結(jié)構(gòu)：底層是 “襯底晶圓”，上層是人工生長的 “外延層”，外延層可精確控制摻雜濃度、厚度和晶體質(zhì)量。

2. 制備目的

  • 晶圓：核心作用是提供 “物理支撐基底”，其關(guān)鍵指標(biāo)是高純度、低缺陷（如少子壽命長），滿足后續(xù)半導(dǎo)體制造的基礎(chǔ)載體需求，無需額外控制局部電學(xué)特性。

  • 外延片：核心目的是通過 “外延層”優(yōu)化器件電學(xué)性能。例如：

    • 在外延層中精確摻雜（如 N 型 / P 型雜質(zhì)），實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的導(dǎo)電特性，避免襯底雜質(zhì)影響器件性能；

    • 生長不同厚度的外延層，適配高頻、高壓等特殊器件（如功率半導(dǎo)體、射頻器件）的需求。


3. 應(yīng)用場景

類別典型應(yīng)用
晶圓中低端半導(dǎo)體器件，或?qū)﹄妼W(xué)特性要求不高的場景，如普通二極管、低端 MOSFET、部分消費(fèi)電子芯片。
外延片高性能、高可靠性器件，如：
- 功率半導(dǎo)體（IGBT、SiC/GaN 器件）：需外延層承受高壓；
- 射頻芯片（5G 基站、衛(wèi)星通信）：需外延層保證高頻信號(hào)穩(wěn)定性；
- 高端邏輯芯片：需外延層優(yōu)化電流傳輸效率。

4. 制備流程關(guān)系

二者是 “遞進(jìn)關(guān)系”，外延片以晶圓為基礎(chǔ)制備：
原始半導(dǎo)體材料（如多晶硅）→ 拉制單晶棒 → 切割 / 拋光 → 晶圓（襯底）→ 外延生長 → 外延片

簡言之：晶圓是 “基礎(chǔ)襯底”，外延片是 “帶定制化功能層的晶圓”，后者通過額外的外延工藝，滿足更高性能半導(dǎo)體器件的需求。


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