中科院物理研究所探索用一種新的方法生長碳化硅晶體

碳化硅晶體是一種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，在信息、交通、能源、航空、航天等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。春節(jié)期間，中科院物理研究所科研團隊們正在探索用一種新的方法生長碳化硅晶體，研制情況如何？ ?

在物理研究所的先進材料與結(jié)構(gòu)分析實驗室，陳小龍和同事們正在對剛剛生長出來的碳化硅晶體進行分析研究。與傳統(tǒng)的氣相法不同，這個4英寸的碳化硅晶體采用的是最新的液相法生長而成。

中科院物理研究所研究員陳小龍：它的優(yōu)點就是生長溫度是比較低的，比如說在1700~1800攝氏度左右，那么生長出來的晶體沒有微管這種大的缺陷，位錯密度也相對比較低一些。最重要的一個好處就是它生長出來的晶體良率比較高，就相當于變相地降低了每一片的成本。

相比同類硅基器件而言，碳化硅器件具有耐高溫、耐高壓、高頻特性好、體積小和重量輕等優(yōu)點，在電動汽車、光伏、軌道交通、5G 通信等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。多年來，陳小龍帶領(lǐng)團隊立足自主研發(fā)，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究，突破了生長設(shè)備、高質(zhì)量碳化硅晶體生長和加工等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了整套技術(shù)路線的自主可控。通過多年不懈攻關(guān)，科研團隊通過氣相法將碳化硅晶體直徑從小于10毫米不斷增大到2英寸、4英寸、6英寸和8英寸。

中國科學(xué)院物理研究所研究員陳小龍：在2022年上半年，我們實驗室取得了8英寸碳化硅生長的突破，但是質(zhì)量還是不夠高，還不能滿足器件對它的需求。從6寸把它發(fā)展到8寸，這樣在襯底上做出來的器件，就可以降低單個器件的襯底所占的成本，這是一個國際上發(fā)展的趨勢。

深耕碳化硅晶體生長，陳小龍團隊取得的成果帶動國內(nèi)20多家外延、器件和模塊相關(guān)企業(yè)的成立和發(fā)展，形成碳化硅完整產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控。從事碳化硅晶片研發(fā)生產(chǎn)的北京天科合達，就源于物理研究所先進材料與結(jié)構(gòu)分析實驗室的關(guān)鍵核心技術(shù)轉(zhuǎn)化，目前已發(fā)展為國內(nèi)最大、國際第四的導(dǎo)電碳化硅襯底供應(yīng)商。春節(jié)期間，車間高溫爐子里正在生長的，就是已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的6英寸碳化硅晶體。

北京天科合達半導(dǎo)體股份有限公司總經(jīng)理楊建：我們也接到了國內(nèi)外6英寸大量的訂單和8英寸的小批量的訂單，這也是需要我們?nèi)ネ瓿傻墓ぷ鳌?英寸的質(zhì)量不能比6英寸的質(zhì)量低，這也是客戶給我們提出來的一個明確的要求，所有的生產(chǎn)設(shè)備需要7×24小時開著，我們春節(jié)期間也不會停工和停產(chǎn)，一直會在工作。

目前，北京天科合達已向國內(nèi)80多家企業(yè)及科研機構(gòu)批量供應(yīng)晶片，并大量出口至歐美和日本等20多個國家和地區(qū)。瞄準8英寸碳化硅下游市場，公司已投入大量研發(fā)經(jīng)費，力爭在2023年實現(xiàn)8英寸碳化硅晶片小批量生產(chǎn)和供應(yīng)。

北京天科合達半導(dǎo)體股份有限公司總經(jīng)理楊建：在新的一年里，我們會繼續(xù)加大我們的研發(fā)投入，希望能夠在今年8英寸能夠?qū)崿F(xiàn)批量化生產(chǎn)。

中國科學(xué)院物理研究所研究員陳小龍：2023年希望我和我的團隊把碳化硅的晶體缺陷做得更低，在質(zhì)量上有進一步的突破。

編輯：黃飛

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簡述碳化硅襯底類型及應(yīng)用

碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)鏈核心材料，制備難度大碳化硅襯底制備環(huán)節(jié)主要包括原料合成、碳化硅晶體生長、晶錠加工、晶棒切割、切割片研磨、研磨片拋光、拋光片清洗等環(huán)節(jié)。

2023-05-09 09:36:48

3430

6.3.5.3 界面氮化∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.5.3界面氮化6.3.5氧化硅/SiC界面特性及其改進方法6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.5.2氧化

2022-01-17 09:18:16

613

6.3.7 遷移率限制因素∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.5.5界面的不穩(wěn)定性∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.5.4其他方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長

2022-01-21 09:37:00

736

6.3.5.1 界面態(tài)分布∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.5.1界面態(tài)分布6.3.5氧化硅/SiC界面特性及其改進方法6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.4.8其他方法

2022-01-12 10:00:29

744

6.3.6 不同晶面上的氧化硅/SiC 界面特性∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.5.4其他方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.5.3界面氮化∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、

2022-01-21 09:35:56

706

8.2.9 閾值電壓控制∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.9閾值電壓控制8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.2.8UMOS的先進設(shè)計∈《碳化硅

2022-03-02 09:27:23

531

8.2.1 MOS靜電學(xué)回顧∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.1MOS靜電學(xué)回顧8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.1.6功率JFET器件的實現(xiàn)

2022-02-22 09:21:59

449

7.3.4 電流-電壓關(guān)系∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

7.3.4電流-電壓關(guān)系7.3pn與pin結(jié)型二極管第７章單極型和雙極型功率二極管《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：7.3.3“i”區(qū)的電勢下降∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長

2022-02-14 09:44:16

801

6.5 總結(jié)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.5總結(jié)第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.4.2.3p型SiC的歐姆接觸∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.4.2.2n型SiC

2022-01-27 09:16:44

861

6.3.5.4 其他方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.5.4其他方法6.3.5氧化硅/SiC界面特性及其改進方法6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.5.3界面

2022-01-18 09:28:24

662

8.2.10.1 影響反型層遷移率的機理∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.10.1影響反型層遷移率的機理8.2.10反型層電子遷移率8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)

2022-03-03 09:46:19

354

6.3.4.5 高低頻方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.4.5高低頻方法6.3.4電學(xué)表征技術(shù)及其局限性6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.4.3確定表面

2022-01-10 09:48:37

347

6.3.5.2 氧化后退火∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.5.2氧化后退火6.3.5氧化硅/SiC界面特性及其改進方法6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.5.1界面

2022-01-13 11:21:29

631

6.3.2 氧化硅的介電性能∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.2氧化硅的介電性能6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.1氧化速率∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-01-04 14:11:56

775

6.1.4 半絕緣區(qū)域的離子注入∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.1.4半絕緣區(qū)域的離子注入6.1離子注入第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.1.3p型區(qū)的離子注入∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-01-06 09:23:25

402

8.1.3 飽和漏極電壓∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.1.3飽和漏極電壓8.1結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.1.2電流-電壓關(guān)系∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征

2022-02-18 10:11:58

344

6.1.3 p型區(qū)的離子注入∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.1.3p型區(qū)的離子注入6.1離子注入第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.1.1選擇性摻雜技術(shù)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-01-06 09:21:13

565

6.1.1 選擇性摻雜技術(shù)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.1.2n型區(qū)的離子注入6.1離子注入第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.1.1選擇性摻雜技術(shù)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-01-06 09:17:33

617

6.3.3 熱氧化氧化硅的結(jié)構(gòu)和物理特性∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.3熱氧化氧化硅的結(jié)構(gòu)和物理特性6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.2氧化硅的介電性能∈《碳化硅技術(shù)基本原理

2022-01-04 14:10:56

564

7.2 肖特基勢磊二極管（SBD）∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

7.2肖特基勢磊二極管（SBD）第７章單極型和雙極型功率二極管《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：7.1.3雙極型功率器件優(yōu)值系數(shù)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-02-09 09:27:53

440

《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》全書

和載流子濃度2.2.2光吸收系數(shù)和折射率2.2.1能帶結(jié)構(gòu)2.1晶體結(jié)構(gòu)第３章碳化硅晶體生長3.9總結(jié)3.8切片及拋光3.7化學(xué)氣相淀積法生長3C-SiC晶圓3.6溶液

2022-05-09 17:19:45

2152

8.2.6 功率MOSFET 的實施：DMOSFET和UMOSFET∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.6功率MOSFET的實施：DMOSFET和UMOSFET8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)

2022-02-28 11:20:02

1054

6.3.4.6 C-Ψs方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.4.6C-Ψs方法6.3.4電學(xué)表征技術(shù)及其局限性6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.4.5高低頻方法

2022-01-10 14:04:39

631

6.3.4.7 電導(dǎo)法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.4.7電導(dǎo)法6.3.4電學(xué)表征技術(shù)及其局限性6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.4.6C-Ψs方法

2022-01-12 10:44:27

394

8.2.7 DMOSFET的先進設(shè)計∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.7DMOSFET的先進設(shè)計8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.2.6功率MOSFET

2022-02-28 10:46:39

321

6.4.1.2 SiC上的肖特基接觸∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.4.1.2SiC上的肖特基接觸6.4.1n型和p型SiC的肖特基接觸6.4金屬化第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.4.1.1基本原理∈《碳化硅技術(shù)

2022-01-24 10:22:28

480

6.3.4.1 SiC特有的基本現(xiàn)象∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

的結(jié)構(gòu)和物理特性∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.2氧化硅的介電性能∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.1氧化速率

2022-01-05 13:59:37

493

8.2.10.2 反型層遷移率的器件相關(guān)定義∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.2.10.2反型層遷移率的器件相關(guān)定義8.2.10反型層電子遷移率8.2金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-03-04 10:19:46

275

6.1.5 高溫退火和表面粗糙化∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.1.5高溫退火和表面粗糙化6.1離子注入第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.1.4半絕緣區(qū)域的離子注入∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2021-12-31 14:25:52

549

7.3 pn與pin結(jié)型二極管∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

7.3pn與pin結(jié)型二極管第７章單極型和雙極型功率二極管《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：7.2肖特基勢磊二極管（SBD）∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件

2022-02-10 09:18:15

614

8.1.4 比通態(tài)電阻∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.1.4比通態(tài)電阻8.1結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.1.3飽和漏極電壓∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征

2022-02-20 16:16:46

636

6.3.4.8 其他方法∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.3.4.8其他方法6.3.4電學(xué)表征技術(shù)及其局限性6.3氧化及氧化硅/SiC界面特性第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.3.4.7電導(dǎo)法∈《碳化硅

2022-01-11 17:26:05

445

6.4.2.2 n型SiC的歐姆接觸∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.4.2.2n型SiC的歐姆接觸6.4.2n型和p型SiC的歐姆接觸6.4金屬化第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.4.2.1基本原理∈《碳化硅技術(shù)

2022-01-25 09:18:08

743

8.1 結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.1.1夾斷電壓8.1結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：7.4結(jié)勢壘肖特基（JBS）二極管與混合pin肖特基（MPS

2022-02-16 09:43:48

325

8.1.5 增強型和耗盡型工作模式∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.1.5增強型和耗盡型工作模式8.1結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.1.4比通態(tài)電阻∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長

2022-02-20 14:15:56

384

8.1.6 功率JFET器件的實現(xiàn)∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

8.1.6功率JFET器件的實現(xiàn)8.1結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)第８章單極型功率開關(guān)器件《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：8.1.5增強型和耗盡型工作模式∈《碳化硅技術(shù)

2022-02-21 09:29:28

537

6.3.4.2 MOS電容等效電路∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

特有的基本現(xiàn)象∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.3熱氧化氧化硅的結(jié)構(gòu)和物理特性∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》6.3.2氧

2022-01-07 14:24:25

420

5.3.2.1 壽命控制∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

5.3.2.1壽命控制5.3.1SiC中的主要深能級缺陷5.3SiC中的點缺陷第５章碳化硅的缺陷及表征技術(shù)《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：5.3.2載流子壽命“殺手

2022-01-06 09:38:25

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6.4.2.3 p型SiC的歐姆接觸∈《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》

6.4.2.3p型SiC的歐姆接觸6.4.2n型和p型SiC的歐姆接觸6.4金屬化第６章碳化硅器件工藝《碳化硅技術(shù)基本原理——生長、表征、器件和應(yīng)用》往期內(nèi)容：6.4.2.2n型SiC的歐姆接觸

2022-01-26 10:08:16

636

超40個，碳化硅項目企業(yè)匯總

單晶生長，以高純硅粉和高純碳粉作為原材料形成碳化硅晶體；2）襯底環(huán)節(jié)，碳化硅晶體經(jīng)過切割、研磨、拋光、清洗等工序加工形成單晶薄片，也即半導(dǎo)體襯底材料；

2023-12-05 15:26:53

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碳化硅和氮化鎵哪個好

性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制備方法、特性以及應(yīng)用方面存在著一些差異。以下將詳細介紹碳化硅和氮化鎵的區(qū)別。 1. 物理性質(zhì) 碳化硅是由碳和硅元素組成的化合物，具有多種晶體結(jié)構(gòu)，包括六方晶系、三方晶系和立方晶系。它具有較高的熔點、硬度、熱導(dǎo)率和

2023-12-08 11:28:51

742

三種碳化硅外延生長爐的差異

碳化硅襯底有諸多缺陷無法直接加工，需要在其上經(jīng)過外延工藝生長出特定單晶薄膜才能制作芯片晶圓，這層薄膜便是外延層。幾乎所有的碳化硅器件均在外延材料上實現(xiàn)，高質(zhì)量的碳化硅同質(zhì)外延材料是碳化硅器件研制的基礎(chǔ)，外延材料的性能直接決定了碳化硅器件性能的實現(xiàn)。

2023-12-15 09:45:53

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中科院物理研究所探索用一種新的方法生長碳化硅晶體

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