成本低質量還高，國產廠商新突破帶來SiC成本拐點？

電子發(fā)燒友網報道（文/梁浩斌）今年以來國內的SiC產業(yè)進展神速，除了上游廠商陸續(xù)放出8英寸襯底的進展之外，還有多家襯底廠商與海外半導體巨頭簽下供應協(xié)議。上個月，國內SiC襯底龍頭天岳先進展示了一種新的SiC晶體制備技術。

成本低質量還高，液相法會是未來SiC降本的核心？

目前SiC單晶制備主流都是通過物理氣相傳輸PVT法生長，核心的步驟包括將SiC粉料進行高溫加熱，加熱后SiC粉料升華成氣體，氣體移動到籽晶表面緩慢生長成晶體。

但問題也顯而易見，PVT法生長SiC單晶的速度太慢了，因為是利用固體升華在籽晶表面生長材料，一般生長出20mm厚的晶體需要7天時間。

這也是過去SiC襯底價格居高不下的主要原因，實際上目前行業(yè)中8英寸的SiC晶體也是通過多次擴徑生長制備的。

近年來SiC產業(yè)隨著新能源市場的需求而進入爆發(fā)增長期，SiC降本增效的需求更加急切，特別是PVT技術由于原理上難以實現降本以及快速大量制備SiC晶體，所以業(yè)界也開始將目光重新投向液相法。

為什么是“重新投向”？因為液相法用于制備SiC的研究，在20世紀60年代要相比PVT法更受歡迎，不過由于PVT法在70年代后取得突破，從而逐漸成為主流的技術。

而如今因為PVT技術在大尺寸SiC晶體以及降低制造成本的問題上遭遇瓶頸，液相法又成為業(yè)界正在攻克的方向，可謂風水輪流轉。

天岳先進這次展示的正是液相法制備SiC技術，天岳先進表示，近期公司采用液相法制備出了低缺陷的8英寸晶體，通過熱場、溶液設計和工藝創(chuàng)新突破了碳化硅單晶高質量生長界面控制和缺陷控制難題，在業(yè)界屬于首創(chuàng)。

作為SiC產業(yè)最核心的環(huán)節(jié)之一，襯底制備擁有極高的技術門檻和生產周期，如果液相法能夠在SiC襯底制備環(huán)節(jié)成功推廣，那么將會在SiC晶體尺寸、厚度、品質等這幾個方面能夠保持相同甚至更高水平的同時，大大提高產能。

還有這些問題有待突破

盡管目前國內外都有不少廠商以及團隊在研究液相法制備SiC，但都未正式實現相關技術的產業(yè)化，其中的原因是液相法還存在不少的技術問題。

根據人工晶體學報的資料，液相法制備SiC目前主要面臨四個方面的問題。首先是需要平衡生長速率和結晶質量，如果生長速率太大，會容易出現多種嚴重影響結晶質量的缺陷，嚴重時可能引起晶體開裂。

目前液相法的工藝中會以高純石墨坩堝作為容器的同時，還作為SiC晶體生長中C元素的來源，而隨著晶體的生長，坩堝內壁也會不斷被腐蝕，從而可能影響晶體生長的環(huán)境。因此如何建立持續(xù)穩(wěn)定的晶體生長條件就非常關鍵。

由于生長溫度高，測試難度大，在液相法生長SiC單晶的過程中，對高溫溶液的凝固點、表面張力、黏度等熱力學參數還未明確。因此未來研究以及掌握這些參數以及控制這些參數的方式是液相法制備SiC進一步發(fā)展的重要方向。

最后，是如果實現精細化的動態(tài)調控。這需要更加精準的監(jiān)測技術以及控制技術，在了解各種參數對晶體生長的影響后，通過控制各項參數來提高晶體質量以及量產一致性。

小結：

除了天岳先進，國內的常州臻晶也是專門開發(fā)SiC液相法晶體的公司，目前該公司采用液相法生長的P型襯底，良率從50%提高到75%，長晶銷量提升2-5倍。常州臻晶目前的產品同樣處于研發(fā)階段，布局了6-8英寸的SiC襯底產品，預計6英寸產品將在今年下半年向客戶送樣，明年9月實現產業(yè)化。

在液相法接近產業(yè)化的同時，SiC的降本節(jié)奏或許也將迎來新的拐點。