www.188betkr.com 讯近日，浙大科创先进半导体研究院-杭州乾晶半导体联合实验室经过系列技术攻关，在大尺寸碳化硅（SiC）单晶生长及其衬底制备方面取得突破，成功生长出厚度达27毫米的8英寸n型碳化硅单晶锭，并加工获得了8英寸碳化硅衬底片，成功跻身8英寸碳化硅俱乐部。
其实，早在去年7月，浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院-乾晶半导体联合实验室和浙江大学硅材料国家重点实验室在浙江省“尖兵计划”等研发项目的资助下，成功生长出厚度达到50mm的6英寸碳化硅单晶。50mm应该是目前已知最大的尺寸，不过还是6英寸。
研究院简介
浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院以宽禁带半导体材料、功率芯片的研发与产业化为核心，以封装测试和应用技术作为服务支撑，重点突破宽禁带半导体材料生长、宽禁带半导体功率芯片的新型结构设计、先进工艺技术开发等关键技术瓶颈，解决一批半导体领域的“卡脖子”技术难题，推动半导体材料、芯片、集成封测产业化技术的快速发展，提高我国在宽禁带半导体领域的国际竞争力和影响力。目前该研究所已获批浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室，国内唯一的全链条开放式宽禁带半导体材料、器件及应用创新高能级科研平台。
浙大科创先进半导体研究院下设半导体材料实验室、功率芯片研究室、射频芯片研究室、封装测试研究室、MEMS实验室。由中国科学院杨德仁院士担任平台首席科学家，浙江大学盛况教授担任研究院院长。截至2022年11月10日，研究院师生共计240人，其中员工98人。
浙大科创先进半导体研究院领导团队
（左三：杨德仁院士，右二盛况教授）
研究方向
1、碳化硅单晶生长
采用物理气相传输法（PVT）开展大尺寸（4/6/8英寸）高纯半绝缘和导电型碳化硅单晶生长试验，严格控制多型比例、微管和位错密度、结晶质量、碳包裹体和电阻率等缺陷控制技术指标，研究掺杂调控以提高n型和p型掺杂效率，提升增大单晶尺寸、增加晶锭长度、提高生长效率和原材料利用率等技术水平，研发生产出具有行业领先水平的高质量碳化硅晶锭。
2、碳化硅晶圆加工
优化加工流程中的切片、研磨、抛光、清洗等工序的工艺水平，降低加工过程中引入的缺陷和表面污染，优化晶圆片应力分布，保障面型参数达到行业领先水平，满足外延需求，开发低损耗、高效率、环保晶圆加工技术。
晶圆加工流程
3、碳化硅基外延薄膜生长
开展碳化硅基同质（碳化硅）和异质（金刚石）外延层结构、掺杂设计、缺陷控制和晶圆尺寸等方面的研究，控制外延层应力和缺陷，优化外延层表面形貌，研发碳化硅基同质外延的功率芯片和碳化硅异质外延的射频芯片。
薄膜外延原理和结构设计
4、氧化镓单晶生长和加工
采用提拉法等熔体生长法，通过模拟计算优化晶体生长技术及热场，生长不同尺寸半绝缘氧化镓（β-Ga2O3）单晶，开展晶体加工工艺研究，严格控制XRD摇摆曲线半峰宽、缺陷密度、表面粗糙度等指标，研发生产高质量氧化镓单晶衬底。
5、碳化硅和氧化镓中的杂质和缺陷
设计杂质复合调控衬底的电阻率，明确位错基本性质，优化单晶生长过程中的热场分布、掺杂剂杂质分布和应力分布等方式，以降低位错密度和消除微管，进而生长高质量碳化硅和氧化镓单晶。
图片 SiC衬底中穿透型螺位错（TSD）、穿透型刃位错（TED）及基平面位错（BPD）的形貌图
6、半导体材料模拟计算
基于热场仿真模拟的结果，改进热场结构和生长工艺参数，抑制生长过程中多型体和微管的产生，改善晶体内应力分布，为提高晶体质量提供理论参考。
热场模拟仿真
通过结合载流子、声子及缺陷的相互作用动力学模拟与第一性原理计算，研究半导体晶体材料的电、热、力学性能及相应微观物理机制，为优化半导体材料物理性质提供理论支持。
第一性原理计算
工艺成果
1、已经掌握4、6英寸高纯半绝缘碳化硅（SiC）单晶生长的核心工艺技术，包括SiC源粉合成技术、籽晶粘接技术、热场模拟技术和晶体加工技术，已形成SiC晶体生长相关的发明和实用新型专利8项，其中3项已经授权
2、已经掌握了2英寸半绝缘β-Ga2O3单晶的熔体法生长技术，包括籽晶固定装置、晶体生长技术、热场模拟计算及晶体加工工艺，已申请β-Ga2O3晶体生长及缺陷相关的专利十余项，授权发明专利2项和实用新型专利1项。
3、已经建立了4、6英寸的碳化硅衬底的加工能力，4、6英寸碳化硅衬底加工具备行业先进水准，已形成晶圆加工相关的发明专利1项。
4、已经建立了激光改质碳化硅晶片的工艺评估平台，优化剥离碳化硅衬底的激光工艺，包括激光波长、聚焦功率和重复频率等参数。已形成相关发明专利6项，其中2项已授权。
目前，浙大科创先进半导体研究院还承担着高质量6英寸氧化镓单晶生长关键技术研发、大尺寸碳化硅衬底技术、高质量直径150 mm碳化硅单晶衬底晶圆技术开发等三个项目。
来源：浙大科创先进半导体研究院官网
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