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

在近日廈門召開的第九屆國際第三代半導體論壇（IFWS2023）&第二十屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA2023）。期間，“碳化硅襯底、外延生長及其相關設備技術”分會上，北京晶格領域半導體有限公司總經(jīng)理張澤盛做了“液相法碳化硅單晶生長技術研究”的主題報告，分享了液相法的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)，以及晶格領域的最新研究進展。

當前，碳化硅晶圓面臨著諸多挑戰(zhàn)，涉及低良率導致高價格，質量有待進一步提高，產(chǎn)量有限，P型和3C SiC襯底晶圓帶來新機遇等。報告中介紹了液相法生長（LPE），并指出解決方法的諸多優(yōu)勢，其中可以將成本降低30%。成本較低溫度的溶液生長方法由于生長過程的更好的可控性和穩(wěn)定性而提高了良率。估計液相法可以有效地將SiC襯底晶片的成本降低30%以上，通過在溶液中添加諸如Al之類的元素可以容易地實現(xiàn)P型摻雜。

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

晶格領域最新研究進展涉及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和溶劑體系，成功地開發(fā)出了質量優(yōu)異的4英寸3C-N型SiC襯底樣品。報告指出，溶液法是制備高質量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