废旧碳化硅(国产SiC厚度破50mm谁怎么牛？)

Posted 2023-05-25

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今年，国产SiC呈现出一种突飞猛进的感觉：

此前，科友半导体SiC晶体厚度突破32mm，而前天，国产SiC晶体厚度再度迎来新突破——50mm，据传闻，国外最大厚度也是50mm左右。

SiC厚度破50mm

还搞定P型等难题

7月26日，浙江大学杭州国际科创中心官微宣布，他们成功生长出了厚度达到50 mm的6英寸碳化硅单晶，这在国内尚属首次报道。

不仅如此，该碳化硅单晶的晶体质量达到了业界水平。据浙大团队通过对碳化硅衬底片进行分析，其典型的（0004）晶面的X射线衍射峰的半高宽均值为18.47弧秒，总位错为5048/cm2。

据了解，浙大杭州科创中心的先进半导体研究院是由中国半导体材料专家、中国科学院院士杨德仁牵头建设，该院重点研制宽禁带半导体材料与器件。

“行家说三代半”追踪发现，最近2年浙大的碳化硅技术进展“神速”：

此外，他们还实现了P型碳化硅的制备，并且通过掺入氮杂质和氢钝化碳空位方法，破解碳化硅晶体的线缺陷和点缺陷等难题。

杨德仁院士（左图）

该科创中心表示，目前，国内碳化硅单晶已经普遍能达到6英寸，但厚度通常在20-30mm之间，而他们实现厚度突破的关键有3点，包括设计碳化硅单晶生长设备的新型热场、发展碳化硅源粉的新技术以及开发碳化硅单晶生长的新工艺。

恒普科技助力SiC长厚、长大、长快

正如浙大团队所说，单晶生长设备是碳化硅长厚的关键之一。

碳化硅长晶设备厂商恒普科技最新推出的2.0版SiC电阻晶体生长炉，也突破性地解决晶体“长厚、长大、长快”的行业核心难点。

据介绍，恒普科技的石墨发热SiC晶体生长技术新平台，有多个核心技术，包括【轴径分离】和【新工艺】等。

恒普科技的电阻式长晶炉实现【轴径分离】方法是，在籽晶径向区域主动调节其区域温度，轴向温度通过料区热场调节其区域温度。

通常，在晶体生长时，随着厚度的增加，籽晶区域热容会发生变化，热导也会发生很大的变化，这些参数的变化都会影响到籽晶区域的温度。

而由于籽晶区域有径向平面的发热体，可以主动调节径向平面的温度，实现径向平面的可控热量散失。随着原料分解，料的导热率发生变化（注：二次传质的旧工艺），会在料的上部结晶，料区热场可以根据料的状态主动调节料区温度。

同时，恒普科技电阻式长晶炉的好处还包括，设定生长工艺时，只需直接设定籽晶区域温度曲线，和轴向温度梯度温度曲线，“所见即所得”，降低了工艺耦合的难度和避免了工艺黑箱。

为了实现【轴径分离】，就需要对温度进行精准控制，而不能采用传统的功率控制，所以恒普科技的新炉型标准配备了【温度闭环控制】，实现了全程长晶工艺采用温度控制。

【轴径分离】与【新工艺】完美结合，是恒普科技新一代2.0版SiC电阻晶体生长炉的技术亮点。【新工艺】采用一次传质热场，让物质流的输送实现基本恒定，配合【轴径分离】的精准区域温度控制技术，更优化地满足SiC晶体的“长大、长快、长厚”的行业需求。

据悉，恒普科技石墨热场发热的晶体生长炉具有一些天然的优势：

a、温度的稳定性；

b、过程的重复性；

c、温度场的可控性。更适合于大尺寸碳化硅SiC晶体的生长，如：8吋或更大尺寸。

恒普表示，提高碳化硅晶体生长炉设备水平的核心在于通过对温度和压力的控制降低晶体缺陷，提高晶体良率。

他们基于长期研发过程中积累的温度控制和气氛/压力控制相关的丰富经验及技术成果，针对碳化硅晶体生长炉研发了晶体生长过程温度闭环控制技术、高精度压力控制技术，有效地提高了晶体生长的缺陷控制水平。