科友半导体晶体厚度突破80毫米

记者从哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司（简称科友半导体）获悉，日前，该公司碳化硅晶体生长车间传来捷报，其自主研发的电阻长晶炉再次实现突破，成功制备出多颗中心厚度超过80毫米，薄点厚度超过60毫米的导电型6英寸碳化硅单晶，这也是国内首次报道和展示厚度超过60毫米的碳化硅原生锭毛坯，厚度是目前业内主流晶体厚度的3倍，单片成本较原来降低70%，有效提高企业盈利能力。

据科友半导体技术总监张胜涛介绍，物理气相传输（PVT）法生长碳化硅单晶具有质量可控、工艺成熟的优势，但晶体厚度一直是主要制约，而溶液法在提高晶体厚度方面表现突出，但是目前仍尚未能实现真正的产业化生产。科友半导体基于自研电阻炉，通过借鉴溶液法的部分理念，破除了溶液法才能生长高厚度晶体的限制，充分利用了PVT法单晶稳定生长的优势，将两种制备方法的优势结合到一起，成功制备出大厚度晶体。

“大厚度晶体的成功制备标志着科友半导体突破了大厚度碳化硅单晶生长的关键技术难题，向大尺寸碳化硅衬底低成本量产迈出了坚实一步，进一步彰显出电阻加热式长晶炉在替代传统感应炉、推动衬底成本持续降低方面的巨大潜力。”张胜涛说。

据悉，热场设计是晶体生长的关键核心技术，科友半导体依托长期研发经验，设计并不断优化大尺寸碳化硅晶体生长热场，对籽晶、生长腔、原料等区域的温场进行针对性优化设计。在确保生长界面均匀性的情况下，显著提升晶体生长驱动力，满足超厚晶体生长的需求。

晶体生长速率慢是碳化硅晶体增厚和衬底成本进一步降低的关键制约，科友半导体基于先进热场设计和优化工艺，充分发挥长晶炉优势，大幅提升了晶体生长速率。同时晶体生长温场的均匀性决定了更低的晶体内应力，在提高晶体厚度和生长速率的情况下，有效控制晶体开裂几率，确保长晶良率处于高位。

晶体质量直接影响衬底材料的良品率，科友半导体应用优化的工艺条件，减少籽晶内部缺陷的继承，并且随着晶体的厚度增加，来自于籽晶内部微观缺陷得到充分的转化和消除，进一步减少晶体内部微观缺陷，有效提升了衬底材料的品质和良品率。

“此批次晶体呈现出微凸的形貌，表面光滑无明显缺陷，晶体厚度达到60毫米，几乎达到业内主流晶体厚度的3倍，单片成本降低到原来的30%左右，即成本下降幅度达到70%，同时由于单颗晶体的出片率大幅提升，相当于企业盈利能力翻了3倍。”张胜涛说。

坐落于哈尔滨新区的科友半导体成立于2018年5月，是一家专注于第三代半导体装备研发、衬底制作、器件设计、科研成果转化的国家级高新技术企业，研发覆盖半导体装备研制、长晶工艺、衬底加工等多个领域，形成自主知识产权，已累计授权专利80余项，实现先进技术自主可控。科友半导体在哈尔滨新区打造产、学、研一体化的第三代半导体产学研聚集区，实现碳化硅材料端从原材料提纯到装备制造、晶体生长、衬底加工等全产业链闭合，致力成为全球第三代半导体关键材料和高端装备主要供应商。

记者：薛 婧

原标题：《科友半导体晶体厚度突破80毫米》

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