厚度达100mm， 碳化硅单晶生长取得新进展

■ 信息来源 |  浙大杭州科创中心、半导体材料行业分会（本文由“SAGSI硅基新材料”整理后发布，转载请注明出处）

据浙大杭州科创中心官微消息，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）先进半导体研究院-乾晶半导体联合实验室的研究人员们经过近两年的努力，首次生长出厚度达100 mm的超厚碳化硅单晶！

若要将碳化硅单晶厚度显著提升，必须解决晶体的温度梯度和应力控制等难题。为了解决难题，联合实验室开展了提拉式物理气相传输（Pulling Physical Vapor Transport, PPVT）法生长超厚碳化硅单晶的研究（图1a）。

图1：（a）提拉式物理气相传输法生长半导体碳化硅（SiC）单晶的示意图；（b）100 mm厚半导体SiC单晶。“我们通过提拉籽晶及已经生长的晶体，使晶体生长面始终处于一个合适的径向温度梯度下，形成有利于降低晶体应力的表面形态。同时维持晶体生长面与粉料之间的合适轴向温度梯度，防止随着晶体厚度的增加，晶体生长速率大幅下降。”徐嶺茂研究员解释道。
采用提拉式物理气相传输法，联合实验室成功生长出直径为6英寸（即150 mm）的碳化硅单晶，其厚度突破了100 mm。测试加工而得的衬底片的结果显示，该超厚碳化硅单晶具有单一的4H晶型（图2a）、结晶质量良好（图2b），电阻率平均值不超过∼ 30 mΩ·cm。目前研究团队已就相关工作申请了2项发明专利。

图2 （a）拉曼散射光谱；（b）(0004)面的X射线摇摆曲线。

另外，也据浙大杭州科创中心官微消息，4月24日，杭州市创业投资协会联合微链共同发布了《2024杭州独角兽&准独角兽企业榜单》。浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）首批自主孵育的科学公司杭州乾晶半导体有限公司被认定为“杭州准独角兽企业”！成立3年来，乾晶半导体围绕半导体碳化硅材料的应用研究和成果转化，实现了关键核心技术的重大进展并成功开启产业化进程，是集半导体碳化硅单晶生长、晶片加工和设备开发为一体的高新技术企业。公司的核心团队来自硅及先进半导体材料全国重点实验室，并与科创中心先进半导体研究院成立联合实验室，共同推动碳化硅衬底材料的产业化任务，助力我国第三代半导体产业的发展。

去年10月，乾晶半导体中试线主厂房结顶。今年，6/8英寸碳化硅单晶生长和衬底加工的中试基地将正式运行，为今后实现6-8寸碳化硅衬底批量供给能力奠定坚实的基础。

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