中国台湾中山大学突破6英寸碳化硅晶体生长

作者 | 发布日期 2023 年 03 月 07 日 13:54 | 分类 碳化硅SiC

今日,据台媒报道,台湾中山大学晶体研究中心已成功长出6吋导电型4H碳化硅单晶,中心厚度为19mm,边缘约为14mm,生长速度达到370um/hr,晶体生长速度更快且具重复性,这标志着台湾地区第三代半导体碳化硅向前推进的进程。

碳化硅作为第三代半导体的代表,具有耐高压、耐高温、高频、低损耗等优势,是制备大功率电力电子器件以及微波射频器件的基础性材料,是发展电动车、6G通讯、国防、航天、绿能的关键要素。

碳化硅表现优异,但制造的难度系数较高。生长温度、压力等多种因素都会影响碳化硅的晶型稳定性,因此想要获得高质量、晶型均一的单晶材料,在制备过程中必须精确控制如生长温度、生长压力、生长速度等多种工艺参数。

目前,台湾地区投入生产的企业发表的生长速度约在150~200um/hr之间,晶体稳定性与良率仍有待提升。

图片来源:拍信网正版图库

中山大学材料与光电科学系教授兼国际长周明奇表示,此次生长晶体的长晶炉、存放材料的容器坩埚、热场设计、生长参数及晶体缺陷检验等,所有关键技术与设备设计、组装全部MIT,没有依赖国外厂商。

周明奇指出,台湾地区半导体产业在推进高功率元件、电动车及低轨卫星等先进应用的过程,缺乏成熟的第三代半导体材料碳化硅的晶体生长技术,发展受到限制。

目前4 吋、6 吋碳化硅晶圆为市场主流尺寸,并逐渐朝向8吋转进。展望未来,周明奇指出,团队已投入8吋导电型(n-type)4H碳化硅生长设备研发设计,今年将持续推进碳化硅晶体生长核心技术,也正打造高真空环境,研发生长半绝缘碳化硅。

他强调,每个材料的独特性质需经多年验证,新材料欲取代或现有材料要退场,须考量多重因素,例如材料的工作环境及稳定性等。

日前媒体提到Tesla将删减碳化硅芯片的用量,原文是说耐高温的部分仍用碳化硅,而低温的部分用硅,两者分开封装。碳化硅仍是必要材料,因此,电动车的须求与充电桩仍是非常巨大。(文:集邦化合物半导体 Amber整理)

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