8吋碳化硅晶體。
碳化硅電阻長(zhǎng)晶爐。圖片由科友半導(dǎo)體提供
□本報(bào)記者 薛婧
日前，在科友第三代半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū)緊張投產(chǎn)過(guò)程中，哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱科友半導(dǎo)體）試驗(yàn)線再傳捷報(bào)，科友半導(dǎo)體通過(guò)自主設(shè)計(jì)制造的電阻長(zhǎng)晶爐產(chǎn)出直徑超過(guò)8吋的碳化硅單晶，晶體表面光滑無(wú)缺陷，最大直徑超過(guò)204毫米。這是科友半導(dǎo)體于今年10月在6吋碳化硅晶體厚度上實(shí)現(xiàn)40毫米突破后，在碳化硅晶體生長(zhǎng)尺寸和襯底尺寸上取得的又一次極具歷史意義的重大突破。
據(jù)悉，科友半導(dǎo)體從實(shí)現(xiàn)6吋碳化硅晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)開(kāi)始，就著手布局8吋碳化硅晶體研發(fā)，并得到了省、市和哈爾濱新區(qū)政府、科技等部門的關(guān)注和支持。在歷經(jīng)數(shù)年的研發(fā)實(shí)驗(yàn)、成功制備出8吋碳化硅電阻長(zhǎng)晶爐后，著力解決了大尺寸長(zhǎng)晶過(guò)程中的溫場(chǎng)分布不均勻以及氣相原料碳硅比和輸運(yùn)效率等問(wèn)題，同時(shí)專項(xiàng)攻關(guān)解決應(yīng)力大導(dǎo)致的晶體開(kāi)裂問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年無(wú)數(shù)次的探索、模擬、實(shí)驗(yàn)、重復(fù)、改進(jìn)后，借助科友半導(dǎo)體自主研發(fā)的熱場(chǎng)穩(wěn)定性高、工藝重復(fù)性好的電阻長(zhǎng)晶爐，研發(fā)團(tuán)隊(duì)終于掌握了8吋碳化硅晶體生長(zhǎng)室內(nèi)溫場(chǎng)分布和高溫氣相輸運(yùn)效率等關(guān)鍵技術(shù)，獲得了品質(zhì)優(yōu)良的8吋碳化硅單晶，為實(shí)現(xiàn)下一步的8吋碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈成本中，襯底的占比約為47%，是最“貴”的環(huán)節(jié)，同時(shí)，也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)。目前，碳化硅在新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、5G通訊等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。在當(dāng)前和今后的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)替代中，碳化硅襯底的核心作用無(wú)可替代，其中，最關(guān)鍵的制約因素在于降低制造成本和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化供給。為了降低單個(gè)器件的成本，擴(kuò)大碳化硅襯底尺寸，在單個(gè)襯底上增加器件的數(shù)量是降低成本的主要途徑。8吋碳化硅襯底將比6吋在成本降低上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
在采訪中記者了解到，國(guó)際上8吋碳化硅單晶襯底研制成功已有報(bào)道，但迄今尚未有產(chǎn)品投放市場(chǎng)。8吋碳化硅長(zhǎng)晶工藝的突破，意味著科友半導(dǎo)體在單晶制備技術(shù)水平上達(dá)到了一個(gè)新的高度，是科友半導(dǎo)體在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域取得的又一個(gè)重要里程碑，也將有助于增強(qiáng)我國(guó)在大尺寸碳化硅單晶襯底的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，助力我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。隨著科友半導(dǎo)體電阻爐的規(guī)模化應(yīng)用和碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，生產(chǎn)出質(zhì)量更高、成本更低的8吋碳化硅單晶襯底指日可待。
