对于化合物半导体来说，外延是非常重要而又与众不同的工艺，而对于不同的材料和应用，主要有分子束外延（MBE）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）、氢化物气相外延（HVPE）、液相外延（LPE）等。
MBE外延设备的结构主要有两种，一种是垂直的，另一种是水平的，当前垂直的用的比较多。MBE的优点是材料的质量非常好，但是生长的速度比较慢。
LPE外延是比较早期的外延方法，这种外延设备的结构也有水平结构和垂直结构的区分。LPE外延现在用的少一些，目前在碲镉汞材料的外延上用的更多。
HVPE在氮化镓和氮化铝材料外延上应用较多，目前大部分HVPE设备是自行搭建的，很少有商业化的设备，优点就是生长速率比较快。
中微半导体公司研制和生产的MOCVD设备在LED器件制造中用的非常多，主要用于氮化镓和砷化镓的外延。碳化硅外延也是采用CVD方法，但不是真正意义上的MOCVD。
目前，化合物半导体有一些新兴的应用，包括VCSEL、深紫外LED等，对外延设备都有更高的要求。
垂直腔面发射激光器VCSEL用于人脸识别传感器，用的是砷化镓的外延技术，对材料的质量、厚度、均匀性要求都非常高，且主要是6英寸。应用场景非常广阔，未来每部手机都可能使用VCSEL技术。中微也在计划研制VCSEL的外延设备。
深紫外LED最主要的应用是深紫外光净化水和空气，目前来说，日本和韩国的几家企业做得比较好。当前来看，深紫外LED在空气净化中应用较多，包括空调和冰箱等。水的净化要求LED的功率比较高，市场上用的还不多。但是市场前景很大，未来市场的爆发主要在水净化市场。深紫外LED目前主要的问题是效率较低、发热量较大。氮化镓的蓝光LED效率已经能做到80%了，而深紫外LED的效率在2025年的时候有望做到20%~30%。
Micro-LED对外延的均匀性要求更高，波长要小于2nm，Micro-LED最大的问题还是工艺非常不稳定。此外，氮化镓功率器件是否会发展到12英寸？是否会使用氮化镓做衬底？在射频应用中使用硅基氮化镓还是碳化硅基氮化镓？这些问题和挑战都对外延设备的开发提出了更高的要求。
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