5月29日，科友半導體碳化硅晶體生長車間傳來捷報，自主研發(fā)的電阻長晶爐再次實現(xiàn)突破，成功制備出多顆中心厚度超過80mm，薄點厚度超過60mm的導電型6英寸碳化硅單晶，這也是國內首次報道和展示厚度超過60mm的碳化硅原生錠毛坯，厚度是目前業(yè)內主流晶體厚度的3倍，單片成本較原來降低70%，有效提高企業(yè)盈利能力。此批次晶體呈現(xiàn)出微凸的形貌，表面光滑無明顯缺陷。
大厚度晶體量測視頻
物理氣相傳輸（PVT）法生長碳化硅單晶具有質量可控、工藝成熟的優(yōu)勢，但晶體厚度一直是主要制約，而溶液法在提高晶體厚度方面表現(xiàn)突出，但是目前仍尚未能實現(xiàn)真正的產業(yè)化生產?？朴寻雽w基于自研電阻爐，通過借鑒溶液法的部分理念，破除了溶液法才能生長高厚度晶體的限制，充分利用了PVT法單晶穩(wěn)定生長的優(yōu)勢，將兩種制備方法的優(yōu)勢成功結合到一起。大厚度晶體的成功制備標志著科友半導體突破了大厚度碳化硅單晶生長的關鍵技術難題，向大尺寸碳化硅襯底低成本量產邁出了堅實一步，進一步彰顯出電阻加熱式長晶爐在替代傳統(tǒng)感應爐、推動襯底成本持續(xù)降低方面的巨大潛力。
PVT法原理示意圖 高溫溶液法原理示意圖熱場設計是晶體生長的關鍵核心技術，科友半導體依托長期研發(fā)經(jīng)驗，設計并不斷優(yōu)化大尺寸碳化硅晶體生長熱場，對籽晶、生長腔、原料等區(qū)域的溫場進行針對性優(yōu)化設計。在確保生長界面均勻性的情況下，顯著提升晶體生長驅動力，滿足超厚晶體生長的需求。晶體生長速率慢是碳化硅晶體增厚和襯底成本進一步降低的關鍵制約，科友半導體基于先進熱場設計和優(yōu)化工藝，充分發(fā)揮長晶爐優(yōu)勢，大幅提升了晶體生長速率。同時晶體生長溫場的均勻性決定了更低的晶體內應力，在提高晶體厚度和生長速率的情況下，有效控制晶體開裂幾率，確保長晶良率處于高位。晶體質量直接影響襯底材料的良品率，科友半導體應用優(yōu)化的工藝條件，減少籽晶內部缺陷的繼承，并且隨著晶體的厚度增加，來自于籽晶內部微觀缺陷得到充分的轉化和消除，進一步減少晶體內部微觀缺陷，有效提升了襯底材料的品質和良品率。
科友半導體基于先進的熱場設計實現(xiàn)了適宜的溫度梯度，有效削弱了生長室內的軸向溫度梯度與徑向溫度梯度之間的耦合效應，實現(xiàn)了均勻溫場條件下的軸向溫度梯度改善，獲得了平微凸形貌的單晶生長，大幅減少了單晶內部應力以及因應力引起的缺陷增殖。 單片成本顯著降低，盈利能力大幅提高
該批次晶體厚度達到60mm，幾乎達到業(yè)內主流晶體厚度的3倍，單片成本降低到原來的30%左右，即成本下降幅度達到70%，同時由于單顆晶體的出片率大幅提升，相當于企業(yè)盈利能力翻了三倍。
中心厚度超過80mm，最低厚度超62mm的6英寸碳化硅單晶
企業(yè)介紹
哈爾濱科友半導體產業(yè)裝備與技術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體裝備研發(fā)、襯底制作、器件設計、科研成果轉化的國家級高新技術企業(yè)，研發(fā)覆蓋半導體裝備研制、長晶工藝、襯底加工等多個領域，形成自主知識產權，已累計授權專利80余項，實現(xiàn)先進技術自主可控。科友半導體在哈爾濱新區(qū)打造產、學、研一體化的第三代半導體產學研聚集區(qū)，實現(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業(yè)鏈閉合，致力成為第三代半導體關鍵材料和高端裝備主要供應商。
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