厚度100mm！国产SiC又有突破 行家产研Joyce 行家说三代半 2024-04-26 18:39
今天（4月26日），浙大杭州科创中心-乾晶半导体联合实验室宣布，他们成功生长出直径为6英寸、厚度达100 mm的超厚碳化硅单晶！
联合实验室徐嶺茂研究员表示，“要知道碳化硅单晶的厚度一般约为15-30 mm，我们研究团队通过对碳化硅单晶生长方法进行重大改进，终于生长出这个‘大块头’的碳化硅单晶！”
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具体如何研制出这块“超厚”的碳化硅单晶？联合实验室开展了“提拉式物理气相传输法生长超厚碳化硅单晶的研究”，针对性解决了晶体的温度梯度和应力控制等难题，具体来看：
● 通过提拉籽晶及已经生长的晶体，使晶体生长面始终处于一个合适的径向温度梯度下，形成有利于降低晶体应力的表面形态；
● 同时，维持晶体生长面与粉料之间的合适轴向温度梯度，防止随着晶体厚度的增加导致晶体生长速率大幅下降；
● 采用提拉式物理气相传输法，最终成功生长出直径为6英寸、厚度突破100 mm的碳化硅单晶。
（a）提拉式物理气相传输法生长SiC单晶的示意图；（b）100 mm厚半导体SiC单晶
测试加工而得的衬底片的结果显示，该超厚碳化硅单晶具有单一的4H晶型（图2a）、结晶质量良好（图2b），电阻率平均值不超过∼ 30 mΩ·cm。目前该研究团队已就相关工作申请了2项发明专利。
（a）拉曼散射光谱；（b）(0004)面的X射线摇摆曲线
据“行家说三代半”此前报道，近年来，乾晶半导体在碳化硅单晶生长方面“光速”取得多个技术突破：
● 2021年9月，成功长出6英寸碳化硅单晶，并且实现了单晶生长到晶片加工全线跑通；
● 2022年7月，成功生长出了厚度达到50 mm的6英寸碳化硅单晶；
● 2023年5月，联合实验室采用PVT多段式电阻加热策略成功研制出厚度达27毫米的8英寸n型碳化硅单晶锭，并加工获得了8英寸碳化硅衬底片。
联合实验室表示，未来他们将继续夯实针对半导体碳化硅单晶缺陷和杂质的基础研究，开发碳化硅单晶生长的缺陷控制新工艺和掺杂新工艺，不断提高超厚半导体碳化硅单晶的质量。
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6月14日，行家说将在上海举办“汽车&光储充与SiC技术大会”，届时汇川技术、锦浪科技、英飞凌、芯联动力、扬杰科技、蓉矽半导体及泰克科技等多家企业，将围绕碳化硅在“800V汽车、光储充”等领域的技术应用展开演讲，为汽车、光储充行业带来最新的SiC技术解决方案。
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