“外延”一詞來自于希臘文Eotaxy,是指“在……上排列”。在集成電路制造技術(shù)中,外延是NCP1200AD60R2G指在晶體襯底上,用化學(xué)的或物理的方法,規(guī)則地再排列所需的半導(dǎo)體晶體材料。新排列的晶體稱為外延層,有外延層的硅片稱為外延硅片。外延工藝要求襯底必須是晶體,而新排列得到的外延層是沿著襯底晶向生長的,因此與襯底成鍵,晶向也一致。

   早在⒛世紀(jì)60年代初期,就出現(xiàn)了硅外延工藝,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,其內(nèi)容及概念已擴(kuò)展了許多:外延襯底除了硅以外,還有化合物半導(dǎo)體或絕緣體材料;夕卜延層除了硅以外,還有半導(dǎo)體合金、化合物等;外延方法除了氣相外延以外,還有液相外延、固相外延及分子束外延等。外延工藝已成為集成電路工藝的一個(gè)重要組成部分,它的進(jìn)步推動(dòng)了微電子芯片產(chǎn)品的發(fā)展,一方面提高了分立器件與集成電路的性能,另一方面增加了它們制作工藝的靈活性。

   在單晶硅襯底上外延硅,盡管外延層同襯底晶向相同,但是,外延生長時(shí)摻人雜質(zhì)的類型、濃度都可以與襯底不同。在高摻雜襯底上能外延低摻雜外延層,在n型襯底上能外延p型外延層,還可以通過外延直接得到pn結(jié)。而且,生長的外延層厚度也是可調(diào)的,可以通過多次外延得到多層不同摻雜類型、不同雜質(zhì)含量、不同厚度、甚至不同雜質(zhì)材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的外延層。

   外延工藝種類繁多,可以按照工藝方法、外延層/襯底材料、工藝溫度、外延層/襯底電阻率、外延層結(jié)構(gòu)、外延層導(dǎo)電類型、外延層厚度等進(jìn)行分類。

   外延工藝主要有氣相外延、液相外延、固相外延和分子束外延。其中氣相外延最為成熟,易于控制外延層厚度、雜質(zhì)濃度和晶格的完整性,在硅外延工藝中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。而分子束外延出現(xiàn)得較晚,技術(shù)先進(jìn),生長的外延層質(zhì)量好,但是生產(chǎn)效率低、費(fèi)用高,只有在生長的外延層薄、層數(shù)多或結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)才被采用。