科技強國在路上丨從基礎到應用 碳化硅晶體研制獲突破-當前通訊

碳化硅晶體是一種性能優(yōu)異的半導體材料，在信息、交通、能源、航空、航天等領(lǐng)域具有重要應用。春節期間，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(cháng)碳化硅晶體，研制情況如何？

在物理研究所的先進(jìn)材料與結構分析實(shí)驗室，陳小龍和同事們正在對剛剛生長(cháng)出來(lái)的碳化硅晶體進(jìn)行分析研究。與傳統的氣相法不同，這個(gè)4英寸的碳化硅晶體采用的是最新的液相法生長(cháng)而成。

【資料圖】

中科院物理研究所研究員陳小龍：它的優(yōu)點(diǎn)就是生長(cháng)溫度是比較低的，比如說(shuō)在1700~1800攝氏度左右，那么生長(cháng)出來(lái)的晶體沒(méi)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(gè)好處就是它生長(cháng)出來(lái)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(lèi)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(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)、光伏、軌道交通、5G通信等領(lǐng)域具有重要的應用價(jià)值。多年來(lái)，陳小龍帶領(lǐng)團隊立足自主研發(fā)，從基礎研究到應用研究，突破了生長(cháng)設備、高質(zhì)量碳化硅晶體生長(cháng)和加工等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現了整套技術(shù)路線(xiàn)的自主可控。通過(guò)多年不懈攻關(guān)，科研團隊通過(guò)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(shí)驗室取得了8英寸碳化硅生長(cháng)的突破，但是質(zhì)量還是不夠高，還不能滿(mǎn)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(lái)的器件，就可以降低單個(gè)器件的襯底所占的成本，這是一個(gè)國際上發(fā)展的趨勢。

深耕碳化硅晶體生長(cháng)，陳小龍團隊取得的成果帶動(dòng)國內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(shí)現了我國寬禁帶半導體產(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(jìn)材料與結構分析實(shí)驗室的關(guān)鍵核心技術(shù)轉化，目前已發(fā)展為國內最大、國際第四的導電碳化硅襯底供應商。春節期間，車(chē)間高溫爐子里正在生長(cháng)的，就是已經(jīng)實(shí)現大規模生產(chǎn)的6英寸碳化硅晶體。

北京天科合達半導體股份有限公司總經(jīng)理楊建：我們也接到了國內外6英寸大量的訂單和8英寸的小批量的訂單，這也是需要我們去完成的工作。8英寸的質(zhì)量不能比6英寸的質(zhì)量低，這也是客戶(hù)給我們提出來(lái)的一個(gè)明確的要求，所有的生產(chǎn)設備需要7×24小時(shí)開(kāi)著(zhù)，我們春節期間也不會(huì )停工和停產(chǎn)，一直會(huì )在工作。

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

北京天科合達半導體股份有限公司總經(jīng)理楊建：在新的一年里，我們會(huì )繼續加大我們的研發(fā)投入，希望能夠在今年8英寸能夠實(shí)現批量化生產(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(jìn)一步的突破。

中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)中科星圖總裁邵宗有：新的一年，希望我們的數字地球能夠更多服務(wù)于老百姓的生產(chǎn)和生活。

中科院院士中科院空天信息創(chuàng )新研究院院長(cháng)吳一戎：我們希望有更高分辨率、更高精度的對地觀(guān)測系統上天，服務(wù)于國家的發(fā)展。

免責聲明：本文不構成任何商業(yè)建議，投資有風(fēng)險，選擇需謹慎！本站發(fā)布的圖文一切為分享交流，傳播正能量，此文不保證數據的準確性，內容僅供參考

關(guān)鍵詞： 物理研究所 生長(cháng)出來(lái) 結構分析