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

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

隨著單晶尺寸的擴大，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)域的氣相組分傳質控制愈發(fā)困難，通常感應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，且加熱器與坩堝獨立設置，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。同時熱場具有大的長徑比，可以方便調節(jié)加熱器和坩堝間距，進而精準調控軸向溫梯?？朴央娮栝L晶爐所制備的晶體呈現(xiàn)為平微凸的形貌，具有晶體應力低和缺陷密度低的特點，有效降低了開裂風險、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.電阻爐重復性好，溫區(qū)分段調控、晶體頭尾的一致性高

對于大尺寸晶體制備，長晶重復性和長晶質量的一致性是關鍵。電阻爐是PVT法大尺寸SiC單晶制備的技術方向，科友半導體采用自研的高性能電阻加熱式長晶爐，通過工藝參數(shù)融合反饋實現(xiàn)全自動精準控制，大幅提高了晶體生長的重復性和穩(wěn)定性。通過設計分段加熱系統(tǒng)和多溫區(qū)控制，實現(xiàn)原料利用率的提升以及晶體生長過程中碳硅比的調節(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傳質的穩(wěn)定性，消除晶體生長在不同階段的質量差異，更利于制備出襯底質量一致性好的大尺寸單晶。

3. 采用特殊腔體設計，提高生長驅動力、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?？朴寻雽w對電阻長晶爐進行持續(xù)的優(yōu)化升級，在保障適宜的徑向生長條件的情況下，從設備熱場及腔體等方面提高晶體生長的過冷度和驅動力，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個月內，科友半導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)新應用新材料、新結構，獲得零微管、低缺陷單晶

科友半導體掌握了一系列自研工藝技術，包括原料提純、原料回收再利用、低應力熱場設計、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。通過引入添加劑材料、設計新型腔室結構，對碳包裹物起到吸附作用，并起到優(yōu)化溫度場、氣相物質濃度場條件的作用，實現(xiàn)了非均勻溫場和氣相物質濃度場下大尺寸晶體生長的調控，有效抑制了大尺寸晶體自發(fā)成核、臺階聚集等現(xiàn)象，實現(xiàn)100% 4H晶型、無碳包裹物等宏觀缺陷、0微管、低缺陷密度的高質量單晶制備，質量參數(shù)達到6英寸產(chǎn)品級水平。

項目介紹

哈爾濱科友半導體產(chǎn)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，已形成自主知識產(chǎn)權，實現(xiàn)先進技術自主可控?？朴寻雽w在哈爾濱新區(qū)打造產(chǎn)、學、研一體化的第三代半導體產(chǎn)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(chǎn)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。