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臺灣中山大學突破6英寸碳化硅晶體生長!

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臺灣中山大學突破6英寸碳化硅晶體生長!

來源:半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)


       據(jù)悉,今日,臺灣中山大學晶體研究中心已成功長出6英寸導電型4H碳化硅單晶,中心厚度為19mm,邊緣約為14mm,生長速度達到370um/hr,晶體生長速度更快且具重復性,這標志著臺灣地區(qū)第三代半導體碳化硅向前推進的進程。


       碳化硅作為第三代半導體的代表,具有耐高壓、耐高溫、高頻、低損耗等優(yōu)勢,是制備大功率電力電子器件以及微波射頻器件的基礎性材料,是發(fā)展電動車、6G通訊、國防、航天、綠能的關鍵要素。


       碳化硅表現(xiàn)優(yōu)異,但制造的難度系數(shù)較高。生長溫度、壓力等多種因素都會影響碳化硅的晶型穩(wěn)定性,因此想要獲得高質(zhì)量、晶型均一的單晶材料,在制備過程中必須精確控制如生長溫度、生長壓力、生長速度等多種工藝參數(shù)。


       目前,臺灣地區(qū)投入生產(chǎn)的企業(yè)發(fā)表的生長速度約在150~200um/hr之間,晶體穩(wěn)定性與良率仍有待提升。


       中山大學材料與光電科學系教授兼國際長周明奇表示,此次生長晶體的長晶爐、存放材料的容器坩堝、熱場設計、生長參數(shù)及晶體缺陷檢驗等,所有關鍵技術與設備設計、組裝全部MIT,沒有依賴國外廠商。


       周明奇指出,臺灣地區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)在推進高功率元件、電動車及低軌衛(wèi)星等先進應用的過程,缺乏成熟的第三代半導體材料碳化硅的晶體生長技術,發(fā)展受到限制。


       目前4英寸、6英寸碳化硅晶圓為市場主流尺寸,并逐漸朝向8英寸轉(zhuǎn)進。展望未來,周明奇指出,團隊已投入8英寸導電型(n-type)4H碳化硅生長設備研發(fā)設計,今年將持續(xù)推進碳化硅晶體生長核心技術,也正打造高真空環(huán)境,研發(fā)生長半絕緣碳化硅。


       他強調(diào),每個材料的獨特性質(zhì)需經(jīng)多年驗證,新材料欲取代或現(xiàn)有材料要退場,須考量多重因素,例如材料的工作環(huán)境及穩(wěn)定性等。


       日前媒體提到Tesla將刪減碳化硅芯片的用量,原文是說耐高溫的部分仍用碳化硅,而低溫的部分用硅,兩者分開封裝。碳化硅仍是必要材料,因此,電動車的須求與充電樁仍是非常巨大。



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