半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)獲悉：科友半導(dǎo)體8英寸碳化硅（SiC）中試線在2023年4月正式貫通后，基于設(shè)備、原料、熱場、工藝等方面的長期技術(shù)積累，以及同時(shí)擁有感應(yīng)加熱和電阻加熱兩種長晶爐的獨(dú)家優(yōu)勢，加快生產(chǎn)研發(fā)迭代。2023年7月，科友在8英寸晶體質(zhì)量、厚度和良率上取得新的重要進(jìn)展，朝著8英寸SiC襯底量產(chǎn)邁出了關(guān)鍵一步。

1.電阻加熱理念的自身優(yōu)勢，利于獲得近平微凸的低應(yīng)力晶體、出片率高

隨著單晶尺寸的擴(kuò)大，晶體徑向溫度條件和軸向溫度條件的控制難度成倍增加，不同生長區(qū)域的氣相組分傳質(zhì)控制愈發(fā)困難，通常感應(yīng)加熱長晶爐使用坩堝作為加熱器，大尺寸熱場徑向溫梯大的問題尤為明顯。科友半導(dǎo)體電阻加熱式長晶爐，加熱器自身作為加熱源，且加熱器與坩堝獨(dú)立設(shè)置，獲得了較小且均勻的徑向溫梯，滿足了大尺寸8英寸晶體的生長條件。同時(shí)熱場具有大的長徑比，可以方便調(diào)節(jié)加熱器和坩堝間距，進(jìn)而精準(zhǔn)調(diào)控軸向溫梯。科友電阻長晶爐所制備的晶體呈現(xiàn)為平微凸的形貌，具有晶體應(yīng)力低和缺陷密度低的特點(diǎn)，有效降低了開裂風(fēng)險(xiǎn)、提高長晶和加工良率，長晶良率穩(wěn)步提升到55%以上。由于晶體凸度小，在相同晶體厚度情況下，顯著提高了原料利用率和晶體出片數(shù)量。

2.電阻爐重復(fù)性好，溫區(qū)分段調(diào)控、晶體頭尾的一致性高

對于大尺寸晶體制備，長晶重復(fù)性和長晶質(zhì)量的一致性是關(guān)鍵。電阻爐是PVT法大尺寸SiC單晶制備的技術(shù)方向，科友半導(dǎo)體采用自研的高性能電阻加熱式長晶爐，通過工藝參數(shù)融合反饋實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)精準(zhǔn)控制，大幅提高了晶體生長的重復(fù)性和穩(wěn)定性。通過設(shè)計(jì)分段加熱系統(tǒng)和多溫區(qū)控制，實(shí)現(xiàn)原料利用率的提升以及晶體生長過程中碳硅比的調(diào)節(jié)，克服了大尺寸碳化硅單晶生長后期碳硅比例失衡，帶來的晶片頭尾一致性差的問題，最大程度保持氣相物質(zhì)傳質(zhì)的穩(wěn)定性，消除晶體生長在不同階段的質(zhì)量差異，更利于制備出襯底質(zhì)量一致性好的大尺寸單晶。

3. 采用特殊腔體設(shè)計(jì)，提高生長驅(qū)動(dòng)力、獲得大厚度晶體

8英寸SiC單晶制備面臨厚度偏薄、出片數(shù)少的難題，極大限制了技術(shù)研發(fā)和規(guī)模量產(chǎn)，特別是目前8英寸單晶制備良率與6英寸相比仍存在較大差距的情況下。科友半導(dǎo)體對電阻長晶爐進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化升級(jí)，在保障適宜的徑向生長條件的情況下，從設(shè)備熱場及腔體等方面提高晶體生長的過冷度和驅(qū)動(dòng)力，顯著提高了晶體生長速率，更適合大厚度晶體的生長，解決了大尺寸SiC晶體厚度提升難的問題。在中試線建成后的3個(gè)月內(nèi)，科友半導(dǎo)體成功獲得厚度超過20mm的低缺陷密度的8英寸SiC單晶。

4. 創(chuàng)新應(yīng)用新材料、新結(jié)構(gòu)，獲得零微管、低缺陷單晶

科友半導(dǎo)體掌握了一系列自研工藝技術(shù)，包括原料提純、原料回收再利用、低應(yīng)力熱場設(shè)計(jì)、難熔金屬碳化鉭蒸鍍、籽晶鍍膜及壓接生長、高速率晶體生長、退火工藝、籽晶制備等，為8英寸晶體制備奠定了重要基礎(chǔ)。通過引入添加劑材料、設(shè)計(jì)新型腔室結(jié)構(gòu)，對碳包裹物起到吸附作用，并起到優(yōu)化溫度場、氣相物質(zhì)濃度場條件的作用，實(shí)現(xiàn)了非均勻溫場和氣相物質(zhì)濃度場下大尺寸晶體生長的調(diào)控，有效抑制了大尺寸晶體自發(fā)成核、臺(tái)階聚集等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)100% 4H晶型、無碳包裹物等宏觀缺陷、0微管、低缺陷密度的高質(zhì)量單晶制備，質(zhì)量參數(shù)達(dá)到6英寸產(chǎn)品級(jí)水平。

項(xiàng)目介紹

哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司成立于2018年5月，企業(yè)坐落于哈爾濱市新區(qū)，是一家專注于第三代半導(dǎo)體裝備研發(fā)、襯底制作、器件設(shè)計(jì)、科研成果轉(zhuǎn)化的國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，研發(fā)覆蓋半導(dǎo)體裝備研制、長晶工藝、襯底加工等多個(gè)領(lǐng)域，已形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)自主可控。科友半導(dǎo)體在哈爾濱新區(qū)打造產(chǎn)、學(xué)、研一體化的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū)，實(shí)現(xiàn)碳化硅材料端從原材料提純-裝備制造-晶體生長-襯底加工-外延晶圓的材料端全產(chǎn)業(yè)鏈閉合，致力成為第三代半導(dǎo)體關(guān)鍵材料和高端裝備主要供應(yīng)商。