一键切换！浙产双尺寸碳化硅生长设备完成验证

一块电路板中，方方的、小小的黑色的小元件就是芯片，那么，芯片的原材料——晶圆是如何制作的？怎么才能用一件设备制作出不同尺寸的晶圆？

近日，由浙江大学杭州国际科创中心孵化的晶驰机电科技有限公司，自主研发的“电阻法碳化硅单晶生长设备”完成了12寸多晶生长验证。

晶驰机电ATSIC-300，图源：浙江大学杭州国际科创中心

与传统的硅材料相比，碳化硅具有更宽的禁带能隙以及更高的熔点、电子迁移率和热导率，可在高温、高电压条件下稳定工作，已成为新能源和半导体产业迭代升级的关键材料。但目前，衬底材料成本“居高不下”的问题却严重阻碍着碳化硅器件大规模应用。

想要让碳化硅行业降本增效，就要尝试制造更大尺寸的碳化硅衬底材料。“与市面上普遍的6英寸和8英寸的衬底相比，12英寸碳化硅衬底材料扩大了单片晶圆上可用于芯片制造的面积。” 晶驰机电科技有限公司研发总监赵聪介绍，“也就是说，在同等生产条件下，芯片产量明显提高，那么单位芯片制造成本也会显著降低。”

团队正在进行操作，图源：浙江大学杭州国际科创中心

赵聪将碳化硅长晶炉比成烤箱，烤制的蛋糕尺寸不同，所需工艺也有差别。烘焙如此，长晶这样需要严格控制、层层把关的技术更是严格。8英寸和12英寸单晶生长的参数设置、热场分布，甚至晶炉内部配置的坩埚都有不同。

赵聪带领着研发团队从去年初开始了研发攻关，最终实现了同一台设备既可稳定量产8英寸碳化硅单晶，又完全具备生长12英寸碳化硅单晶的能力。“我们这款长晶设备能实现均匀的径向温度和宽范围精准可调的轴向温度梯度，并能实现长晶过程中工艺参数的精准控制和设备运行的高度智能化，无论是8英寸，还是12英寸，都能无缝‘一键切换’。”赵聪说。