碳化硅具有高熱導(dǎo)率、高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子漂移速度、良好的耐輻射性和化學(xué)穩(wěn)定性、GaN的近晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)等優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前新能源汽車(chē)和充電站是快速增長(zhǎng)的SiC功率器件市場(chǎng)，全球碳化硅市場(chǎng)正以每年超過(guò)34%的速度快速增長(zhǎng)。

在近日廈門(mén)召開(kāi)的第九屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS2023）&第二十屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA2023）。期間，“碳化硅襯底、外延生長(zhǎng)及其相關(guān)設(shè)備技術(shù)”分會(huì)上，北京晶格領(lǐng)域半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理張澤盛做了“液相法碳化硅單晶生長(zhǎng)技術(shù)研究”的主題報(bào)告，分享了液相法的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)，以及晶格領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

當(dāng)前，碳化硅晶圓面臨著諸多挑戰(zhàn)，涉及低良率導(dǎo)致高價(jià)格，質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，產(chǎn)量有限，P型和3C SiC襯底晶圓帶來(lái)新機(jī)遇等。報(bào)告中介紹了液相法生長(zhǎng)（LPE），并指出解決方法的諸多優(yōu)勢(shì)，其中可以將成本降低30%。成本較低溫度的溶液生長(zhǎng)方法由于生長(zhǎng)過(guò)程的更好的可控性和穩(wěn)定性而提高了良率。估計(jì)液相法可以有效地將SiC襯底晶片的成本降低30%以上，通過(guò)在溶液中添加諸如Al之類(lèi)的元素可以容易地實(shí)現(xiàn)P型摻雜。

解決方法面臨著形態(tài)不穩(wěn)定性、溶液內(nèi)含物、多型增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)。在求解方法的研究方面，晶格領(lǐng)域的設(shè)備涉及加熱系統(tǒng)、高真空系統(tǒng)、晶種和坩堝的提升和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、運(yùn)行穩(wěn)定性等，利用液相法（LPE）開(kāi)發(fā)了2-6英寸P型低電阻高摻雜SiC襯底樣品。

晶格領(lǐng)域最新研究進(jìn)展涉及P型SiC襯底上的JBS器件、P型SiC襯底上的SBD器件等，其中，基于固液界面能的控制，提出了非均相成核理論。基于液相法的特定溫度場(chǎng)和溶劑體系，成功地開(kāi)發(fā)出了質(zhì)量?jī)?yōu)異的4英寸3C-N型SiC襯底樣品。報(bào)告指出，溶液法是制備高質(zhì)量SiC晶體的一種很有前途的方法，已經(jīng)生產(chǎn)出4英寸和6英寸的SiC晶體，成功地制備了3C型SiC和p型SiC襯底晶片。

審核編輯：劉清