扫码关注
近日，中科院物理研究所科研人员通过优化生长工艺，改善晶体结晶质量，成功制备单一4H晶型的8英寸碳化硅（SiC）晶体，并加工出厚度约2mm的8英寸SiC晶片，实现了国产大尺寸碳化硅单晶衬底的突破。
据了解，碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，因诸多特点，在功率半导体等领域有巨大应用潜力，但受限于大尺寸晶体制备的工艺难题和碳化硅单晶衬底成本费用高昂，难以推广使用。
我国在SiC领域起步较晚，加上国外企业垄断，该项实验的突破，有利于增强我国在SiC单晶衬底的国际竞争力。
2017年，该研究团队由陈小龙研究员、博士生杨乃吉、李辉副研究员、王文军主任工程师等组成，在已有的研究基础上开始研究8英寸SiC晶体。经过长久攻克，他们掌握了8英寸生长室温场分布和高温气相输运特点，以6英寸SiC为籽晶，设计出有助于SiC扩径生长的装置,解决了扩径生长过程中籽晶边缘多晶形核问题。
除此之外，他们还设计了新型生长装置，提高SiC原料运输效率，通过多次迭代，逐步扩大SiC晶体的尺寸；通过改进退火工艺，减少SiC晶体中的应力，从而抑制晶体开裂，最终在2021年10月的自研衬底上初步生长出了8英寸SiC晶体。
该研发团队通过优化生长工艺,进一步解决了多型相变问题,持续改善晶体结晶质量,成功生长出了单一 4H 晶型的8英寸SiC晶体,晶坯厚度接近19.6mm,加工出了厚度约2mm的8英寸SiC晶片并对其进行了相关测试。
研究人员对该晶体进行Raman散射图谱和X射线摇摆曲线测试，结果表明生长的8英寸SiC为4H晶型。
8英寸SiC导电晶体研制成功意味着我国在宽禁带半导体领域取得的又一个标志性进展，有利于增强我国在SiC单晶衬底的国际竞争力。
