科友半導(dǎo)體應(yīng)用電阻長(zhǎng)晶爐突破高速率高品質(zhì)SiC晶體生長(zhǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
軍工資源網(wǎng) 2022年07月01日科友第三代半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū)投產(chǎn)前夕,科友半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)線再傳好消息,科友自主可控技術(shù)庫(kù)中又添新成員—SiC電阻長(zhǎng)晶爐成功研制,并應(yīng)用電阻長(zhǎng)晶爐突破了高速率、高品質(zhì)SiC晶體生長(zhǎng)關(guān)鍵技術(shù)。
科友半導(dǎo)體技術(shù)團(tuán)隊(duì)自2020年開(kāi)始著手SiC電阻長(zhǎng)晶爐熱場(chǎng)設(shè)計(jì)、爐體研制和晶體生長(zhǎng)關(guān)鍵工藝技術(shù)研究,以解決傳統(tǒng)感應(yīng)長(zhǎng)晶爐存在的長(zhǎng)晶穩(wěn)定性一致性控制難、熱場(chǎng)溫度易受電力等影響波動(dòng),以及晶體長(zhǎng)晶速率、厚度突破難度大和制約晶體向8英寸發(fā)展的徑向溫度不均勻等難題。憑借十多年的SiC感應(yīng)爐研發(fā)積累以及對(duì)長(zhǎng)晶工藝的深刻理解,特別是基于碳化硅材料生長(zhǎng)全過(guò)程、多物理場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用,在經(jīng)歷了近三年的不懈努力、相繼攻克晶體開(kāi)裂、邊緣多晶、表面多型等技術(shù)難題后,形成了科友半導(dǎo)體自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系的SiC電阻長(zhǎng)晶爐和高速率、高品質(zhì)晶體生長(zhǎng)工藝技術(shù)的正式誕生。2022年6月,科友半導(dǎo)體應(yīng)用其電阻長(zhǎng)晶爐成功制備出厚度超24mm、用時(shí)僅84小時(shí),微管密度<0.1 ea/cm2,綜合位錯(cuò)<3500 ea/cm2的SiC單晶。
與長(zhǎng)期艱苦卓絕的枯燥實(shí)驗(yàn)相伴而生的,是科友半導(dǎo)體SiC電阻長(zhǎng)晶爐和長(zhǎng)晶技術(shù)的自主可控體系。電阻長(zhǎng)晶爐能夠?qū)﹂L(zhǎng)晶全周期實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)穩(wěn)定的溫度控制,并解決軸向徑向溫度強(qiáng)耦合問(wèn)題,在長(zhǎng)晶溫度、熱場(chǎng)控制、壓力穩(wěn)定等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。在SiC感應(yīng)爐長(zhǎng)晶工藝多年的研發(fā)基礎(chǔ)上,電阻爐改進(jìn)了熱場(chǎng)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了多溫區(qū)控制,加熱方式和熱場(chǎng)設(shè)計(jì)的變革也決定了更低的晶體應(yīng)力和更均勻的晶體生長(zhǎng)條件,有效降低了晶體微管、位錯(cuò)等缺陷結(jié)構(gòu)的生成,同時(shí)得益于熱場(chǎng)條件穩(wěn)定,單臺(tái)設(shè)備月運(yùn)轉(zhuǎn)爐次增多、效率增加。目前,科友半導(dǎo)體在電阻爐體設(shè)計(jì)和長(zhǎng)晶技術(shù)上已申請(qǐng)獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)5項(xiàng)。
科友半導(dǎo)體將繼續(xù)深耕SiC晶體裝備及關(guān)鍵工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)低成本、低缺陷、高效率、高品質(zhì)SiC晶體的規(guī)模化生產(chǎn)。