磊晶晶圓（磊晶片）是在鏡面研磨的矽晶圓上，以氣相成長方式成長數μm至數十μm單晶矽層（磊晶層）的晶圓。由於基板與成長層的雜質濃度、導電型可各自獨立設計，能在1片晶圓上同時實現「電性最佳的表層」與「機械性・吸雜性最佳的基板」。
選用磊晶晶圓的理由主要有3個。①表層的晶體品質：磊晶層會覆蓋基板側的 COP（晶體原生缺陷），提高閘極絕緣膜的耐壓（GOI）。②濃度分布的自由度：在低阻值的 p+ 基板上成長高阻值的 p- 層，可兼顧閂鎖（latch-up）耐受性與元件特性。③氧與雜質的控制：磊晶層與 CZ 晶體不同，幾乎不含氧。
成長是以單片式磊晶成長設備進行。在氫氣氣氛中加熱至1,000～1,150℃，供應三氯矽烷（SiHCl₃）等矽源氣體，沉積延續基板晶向的單晶層。同時通入摻雜氣體，即可在成長中控制電阻率。成長前必須以氫氣烘烤去除原生氧化層，製造潔淨的底層表面。
在功率半導體中，磊晶晶圓的重要性更高。垂直型功率 MOSFET 與 IGBT 的耐壓取決於漂移層的厚度與濃度，因此磊晶層的膜厚均勻性與電阻率均勻性會直接成為元件特性的變異。在 SiC 元件中，於磊晶成長階段將基板的基面差排（BPD）轉換為刃差排以降低其密度的技術，是確保可靠度的關鍵。
課題在於成本與缺陷。磊晶成長是以1片為單位的逐片處理、耗時較長，相對於拋光晶圓的價格加成並不小。此外，底層的污染或微粒會成為起點，產生堆疊缺陷（stacking fault）或磊晶突起（epi spike）等特有缺陷。設備由應用材料（Applied Materials）、ASM International、東京威力科創（TEL）等供應。