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SiC新技术：长晶快40%，厚度多100%

来源:第三代半导体风向发布时间:2021-11-15

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碳化硅如何长得更大、更厚、更快？前段时间，住友通过液相法生长了6英寸碳化硅衬底，将长晶速度提高了5倍左右（.点这里.）。

还有没有其他技术？最近，“三代半风向”注意到一项新技术信息，据称可以将长晶速度减少40%，而晶体厚度可以增加1倍。

甲基硅烷CVD法：

长晶速度提升40%，厚度增加100%

6月3日，武汉新硅科技潜江有限公司在招募合作企业，发榜信息显示，他们将开展“以甲基硅烷为原料的CVD法沉积碳化硅晶体技术”，该项目拟总投入金额为1000万元。

根据新硅科技的说法，目前，Wolfspeed等国际主流碳化硅供应商，已经实现了200mm（8吋）碳化硅晶片的供应，GTAT等甚至在研究250mm（10吋）和300mm（12吋）的工艺技术。更为重要的是，他们的长晶时间相对较短（60小时左右），而长晶厚度可达100mm以上。

相比之下，“国内仅能生长6吋、厚度30mm左右的碳化硅晶体，且长晶时间较长（100小时以上）”。

新硅科技表示，甲基硅烷技术可以生长6英寸以上碳化硅晶片，而且厚度在60mm以上，生长时间60小时以内，更为重要的是晶片表面平滑，无开裂。

低温CVD:

美国已领先，国内少有研究

根据《2021第三代半导体调研白皮书》，碳化硅长晶生产工艺主要包括物理气相传输法（PVT）、高温化学气相沉积法（HTCVD），以及液相外延法（LPE）。

目前，主流碳化硅长晶工艺是采用PVT法，但新硅科技认为，受限于硅粉和碳粉的纯度，PVT目前很难制备高纯碳化硅晶片。

而传统的HTCVD也有缺点。由于它以三氯甲基硅烷或四氯化硅为原料，腐蚀性较强，对设备要求很高。

但是，由于HTCVD的原材料更容易提纯到6N以上，可得到更高纯度的碳化硅晶片，因此，Norstel（被意法半导体收购）、日本电装等企业也一直在研发这项技术。

根据新硅科技的介绍，现在有一种新的CVD生长法，在制作碳化硅方面具有独特优势——以甲基硅烷作为原料。这种原料不含氯原子，无腐蚀性气体，而且长晶温度也较低。

此外，以甲基硅烷为原材料的CVD法，还可以制备更大尺寸（150mm或以上）、更厚（60mm以上）的碳化硅晶体。因此，美国等发达国家已经取得了重要进展。

据介绍，实现此技术路线的关键在2个方面——纯度达到4N以上的甲基硅烷，以及合适的CVD炉及其配套工艺技术。

由于甲基硅烷材料的重要性，国外严格对华禁运，且相关技术也严格保密。这导致目前国内用甲基硅烷CVD工艺制备碳化硅的研究开发就很少，几乎没有工业化生产。也因此，目前国内也没有专门的制备工艺和设备。

据了解，新硅科技成立于2013年6月6日，是国内产销量最大的高纯四氯化硅供应商。新硅科技表示，目前他们已具备甲基硅烷的生产技术和工艺，并可提纯到电子级（4N纯度或更高）。

但他们在CVD气相沉积方面设备有限、经验不足。为此，新硅科技希望通过发榜，寻找国内在CVD领域技术领先的科研团队，进行深入研究和设备改进。

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