8吋碳化硅晶體。
碳化硅電阻長晶爐。圖片由科友半導(dǎo)體提供
□本報記者 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（簡稱科友半導(dǎo)體）試驗線再傳捷報，科友半導(dǎo)體通過自主設(shè)計制造的電阻長晶爐產(chǎn)出直徑超過8吋的碳化硅單晶，晶體表面光滑無缺陷，最大直徑超過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現(xiàn)40毫米突破后，在碳化硅晶體生長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)體從實現(xiàn)6吋碳化硅晶體穩(wěn)定生長開始，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)實驗、成功制備出8吋碳化硅電阻長晶爐后，著力解決了大尺寸長晶過程中的溫場分布不均勻以及氣相原料碳硅比和輸運效率等問題，同時專項攻關(guān)解決應(yīng)力大導(dǎo)致的晶體開裂問題。經(jīng)過多年無數(shù)次的探索、模擬、實驗、重復(fù)、改進后，借助科友半導(dǎo)體自主研發(fā)的熱場穩(wěn)定性高、工藝重復(fù)性好的電阻長晶爐，研發(fā)團隊終于掌握了8吋碳化硅晶體生長室內(nèi)溫場分布和高溫氣相輸運效率等關(guān)鍵技術(shù)，獲得了品質(zhì)優(yōu)良的8吋碳化硅單晶，為實現(xiàn)下一步的8吋碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)打下堅實的基礎(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，也是整個產(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)?；┙o。為了降低單個器件的成本，擴大碳化硅襯底尺寸，在單個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。
在采訪中記者了解到，國際上8吋碳化硅單晶襯底研制成功已有報道，但迄今尚未有產(chǎn)品投放市場。8吋碳化硅長晶工藝的突破，意味著科友半導(dǎo)體在單晶制備技術(shù)水平上達到了一個新的高度，是科友半導(dǎo)體在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域取得的又一個重要里程碑，也將有助于增強我國在大尺寸碳化硅單晶襯底的國際競爭力，助力我國寬禁帶半導(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)?；瘧?yīng)用和碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)化推進，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。
