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我国第三代半导体材料制造设备取得新突破

  近日,863计划先进制造技术领域“大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术研究”课题通过了技术验收。

  通常,国际上把碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料称之为第三代半导体材料。其在禁带宽度、击穿场强、电子饱和漂移速度、热导率等综合物理特性上具有更加突出的综合优势,特别在抗高电压、高温等方面性能尤为明显,由于第三代半导体材料的制造装备对设备真空度、高温加热性能、温度控制精度以及高性能温场分布、设备可靠性等直接影响SiC单晶衬底质量和成品率的关键技术有很高的要求,长期以来制约着我国第三代半导体材料的规模化、产业化发展。

  在国家863计划的支持下,由新疆天科合达蓝光半导体有限公司牵头,中科院物理研究所、半导体研究所、浙江大学等单位共同参与的研发团队成功研制了满足高压SiC电力电子器件制造所需的4-6英寸SiC单晶生长炉关键装备,形成了我国具有自主知识产权的4-6英寸SiC单晶生长炉关键装备体系。所研制的4-6英寸通用型SiC单晶炉,实现了“零微管”(微管密度<1个/cm2)4英寸SiC单晶衬底和低缺陷密度的6英寸SiC单晶衬底的制备技术,掌握了相关外延工艺技术,生长出12μm、17μm、35μm、100μm等不同厚度的SiC外延晶片,并制备了1200V、1700V、3300V、8000V碳化硅二极管系列产品。已在市场上批量推广使用。

  满足高压电力电子器件制造所需的4-6英寸通用型SiC单晶生长炉及其配套生长工艺的成功研发,有效促进了碳化硅衬底、外延、器件等制造技术的进步,提高了国内碳化硅产业链的整体设计能力和制造水平,对推动第三代半导体材料、器件产业发展,降低产业链成本,提升我国宽禁带半导体产业的核心国际竞争力具有重要的现实意义。  

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