エピウェハー

エピタキシャルウェーハ（EPI）とは、基板上に成長させた半導体薄膜を指し、主にP型層、量子井戸、N型層の三つの部分で構成されます。現在の主流のエピタキシャル材料は窒化ガリウム（GaN）であり、一般的な基板材料はサファイア、シリコン、炭化ケイ素の三種類に分類されます。量子井戸は一般的に5周期構造を採用しています。金属有機化学気相成長法（MOCVD）が主要な製造プロセスです。LED産業の中核分野として、MOCVD技術は高度な技術的専門知識と多大な資本投資を必要とします。

通常のエピタキシャル層、多層構造のエピタキシャル層、超高抵抗率エピタキシャル層および超厚膜エピタキシャル層はすべてシリコン基板上で製造可能です。エピタキシャル層の抵抗率は1,000オーム・cmを超えることができ、P/P++、N/N++、N/N+、N/N+/N++、N/P/P、P/N/N+など幅広い伝導型タイプが利用可能です。

シリコンエピタキシャルウェーハは幅広い半導体デバイスの製造における主要原材料として機能し、消費者向け電子機器、産業用電子機器、軍事用電子機器および航空宇宙電子機器に広く応用されています。
サファイア上シリコン（SOS）技術は本質的にヘテロエピタキシャルプロセスであり、薄いシリコン膜（通常0.6μm未満）がサファイアウェーハ上に成長されます。SOSはCMOSデバイス向けのシリコン・オン・インシュレーター（SOI）エピタキシー技術ファミリーに属します。その固有の放射線耐性により、SOSは主に航空宇宙および軍事電子用途に展開されています。
高純度合成単結晶サファイアが標準的な基板材料です。シリコン薄膜はシランの熱分解により製造され、その後サファイア基板上にシリコンが堆積されます。

SOSの主な利点は優れた電気絶縁性能にあり、これにより放射線による漏れ電流が隣接部品に流れるのを効果的に遮断します。しかし、SOSの商業的な大量採用はまだ実現しておらず、高密度の現代トランジスタ製造に十分適応できていません。この制約はシリコンとサファイア間の格子不整合に起因し、SOSエピタキシャルプロセス中に転位、双晶および積層欠陥を生じさせます。さらに、基板界面近傍のシリコン層はサファイア基板から拡散するアルミニウム汚染を受けます。