8吋碳化硅晶体。

碳化硅电阻长晶炉。图片由科友半导体提供

□本报记者 薛婧

日前，在科友第三代半导体产学研聚集区紧张投产过程中，哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司（简称科友半导体）试验线再传捷报，科友半导体通过自主设计制造的电阻长晶炉产出直径超过8吋的碳化硅单晶，晶体表面光滑无缺陷，最大直径超过204毫米。这是科友半导体于今年10月在6吋碳化硅晶体厚度上实现40毫米突破后，在碳化硅晶体生长尺寸和衬底尺寸上取得的又一次极具历史意义的重大突破。

据悉，科友半导体从实现6吋碳化硅晶体稳定生长开始，就着手布局8吋碳化硅晶体研发，并得到了省、市和哈尔滨新区政府、科技等部门的关注和支持。在历经数年的研发实验、成功制备出8吋碳化硅电阻长晶炉后，着力解决了大尺寸长晶过程中的温场分布不均匀以及气相原料碳硅比和输运效率等问题，同时专项攻关解决应力大导致的晶体开裂问题。经过多年无数次的探索、模拟、实验、重复、改进后，借助科友半导体自主研发的热场稳定性高、工艺重复性好的电阻长晶炉，研发团队终于掌握了8吋碳化硅晶体生长室内温场分布和高温气相输运效率等关键技术，获得了品质优良的8吋碳化硅单晶，为实现下一步的8吋碳化硅晶体产业化量产打下坚实的基础。

在碳化硅产业链成本中，衬底的占比约为47%，是最“贵”的环节，同时，也是整个产业链中技术壁垒最高的环节。目前，碳化硅在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天、5G通讯等领域都有广泛应用。在当前和今后的产业发展和产业替代中，碳化硅衬底的核心作用无可替代，其中，最关键的制约因素在于降低制造成本和产业规模化供给。为了降低单个器件的成本，扩大碳化硅衬底尺寸，在单个衬底上增加器件的数量是降低成本的主要途径。8吋碳化硅衬底将比6吋在成本降低上具有明显优势。

在采访中记者了解到，国际上8吋碳化硅单晶衬底研制成功已有报道，但迄今尚未有产品投放市场。8吋碳化硅长晶工艺的突破，意味着科友半导体在单晶制备技术水平上达到了一个新的高度，是科友半导体在宽禁带半导体领域取得的又一个重要里程碑，也将有助于增强我国在大尺寸碳化硅单晶衬底的国际竞争力，助力我国宽禁带半导体产业的快速发展。随着科友半导体电阻炉的规模化应用和碳化硅衬底的产业化推进，生产出质量更高、成本更低的8吋碳化硅单晶衬底指日可待。