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【材料/设备】国内首次报道!50mm厚6英寸碳化硅单晶生长获得成功

来源:浙大杭州科创中心       

近日,浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院-乾晶半导体联合实验室和浙江大学硅材料国家重点实验室在浙江省“尖兵计划”等研发项目的资助下,成功生长出了厚度达到50mm的6英寸碳化硅单晶(下图),这在国内尚属首次报道。


🔺50mm厚6英寸(150mm)碳化硅单晶锭和衬底片

碳化硅(SiC)单晶作为宽禁带半导体材料,对高压、高频、高温及高功率等半导体器件的发展至关重要。当前,碳化硅单晶的高成本是制约各种碳化硅半导体器件大规模应用和发展的主要因素。为了降低碳化硅单晶的成本,扩大其直径和增加其厚度是行之有效的途径。  

目前,国内碳化硅单晶的直径已经普遍能达到6英寸,但其厚度通常在~20-30mm之间,导致一个碳化硅晶锭切片所获得的碳化硅衬底片的数量相当有限。

那么如何才能增加厚度?难点又在哪里?科研人员表示,增加碳化硅单晶厚度的主要挑战在于其生长时厚度的增加及源粉的消耗对生长室内部热场的改变。针对挑战,浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院-乾晶半导体联合实验室和浙江大学硅材料国家重点实验室通过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、开发碳化硅单晶生长的新工艺,显著提升了碳化硅单晶的生长速率,成功生长出了厚度达到50 mm的6英寸碳化硅单晶。

该厚度的实现,一方面节约了昂贵的碳化硅籽晶的用量,另一方面使一个碳化硅单晶锭切片所获得的碳化硅衬底片数量能够翻倍,所以能够大幅降低碳化硅衬底的成本,有望有力推动半导体碳化硅产业的发展。

“浙大杭州科创中心”表示,该重要进展意味着,碳化硅衬底成本有望大幅降低,半导体碳化硅产业发展或将迎来发展新契机。

封面图片来源:拍信网