半导体制造中,外延设备是生长高质量单晶薄膜的核心装备,直接影响LED、射频器件等性能。主流设备包括MOCVD(金属有机化学气相沉积)、HVPE(氢化物气相外延)和MBE(分子束外延),分别适用于不同材料与精度需求,其中MOCVD因高效稳定占据市场主导地位。
气相外延设备中,MOCVD通过有机金属化合物气相沉积实现砷化镓、氮化镓等材料的生长,广泛应用于LED和5G射频器件。其优势在于高纯度、多层结构灵活控制,德国AIXTRON等企业是该领域标杆。HVPE则以低成本、高效率见长,常用于砷化镓太阳能电池,日本Sumitomo等公司技术领先。液相外延设备如分子束外延(MBE),能在原子级精度下生长超薄层,适合量子计算等高端研究,但成本较高且速度较慢。
外延设备的选型需综合考虑材料类型、生产规模与工艺要求。例如,工业级MOCVD适合大规模量产,而实验室级MBE更侧重精密研究。设备稳定性与气体控制系统直接影响外延层均匀性,如硅外延需严格净化氢气以避免氧化污染。
随着5G和第三代半导体崛起,外延技术正向更高精度、更低能耗演进。企业需平衡创新与成本,同时关注国产设备的替代机遇。