近日，據(jù)浙大杭州科創(chuàng)中心官微消息，浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心（簡稱科創(chuàng)中心）先進半導體研究院-乾晶半導體聯(lián)合實驗室（簡稱聯(lián)合實驗室）首次生長出厚度達100 mm的超厚碳化硅單晶。

據(jù)了解，想要降低碳化硅襯底的成本，主要得從碳化硅單晶入手；想要將碳化硅單晶厚度顯著提升，則必須解決晶體的溫度梯度和應力控制等難題。

圖1：（a）提拉式物理氣相傳輸法生長半導體碳化硅（SiC）單晶的示意圖；（b）100 mm厚半導體SiC單晶。

為了解決難題，聯(lián)合實驗室采用的是提拉式物理氣相傳輸（Pulling Physical Vapor Transport, PPVT）法，成功生長出直徑為6英寸（即150 mm）的碳化硅單晶，其厚度突破了100 mm。

根據(jù)測試加工而得的襯底片的結果顯示，該超厚碳化硅單晶具有單一的4H晶型、結晶質量良好，電阻率平均值不超過～30 mΩ·cm。目前研究團隊已就相關工作申請了2項發(fā)明專利。

圖2 （a）拉曼散射光譜；（b）(0004)面的X射線搖擺曲線。

先進半導體研究院副院長、聯(lián)合實驗室主任皮孝東教授表示，接下來實驗室將在科創(chuàng)中心首席科學家楊德仁院士的指導下，夯實針對半導體碳化硅單晶缺陷和雜質的基礎研究，開發(fā)碳化硅單晶生長的缺陷控制新工藝和摻雜新工藝，不斷提高超厚半導體碳化硅單晶的質量。

除此之外，去年5月，聯(lián)合實驗室經(jīng)過系列技術攻關，在大尺寸碳化硅（SiC）單晶生長及其襯底制備方面取得突破。》》成果上新！8英寸導電型碳化硅研制獲得成功

8英寸碳化硅晶錠

8英寸碳化硅拋光襯底片

聯(lián)合實驗室針對PVT法，提出了多段式電阻加熱的策略，同時結合數(shù)值模擬研究設計和優(yōu)化8英寸碳化硅單晶生長的熱場與工藝手段開展研發(fā)工作，成功生長出厚度達27毫米的8英寸n型碳化硅單晶錠，并加工獲得了8英寸碳化硅襯底片，成功躋身8英寸碳化硅俱樂部。