中國粉體網(wǎng)訊 隨著PVT法制備SiC單晶技術(shù)不斷發(fā)展，SiC單晶整個產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷發(fā)展,，“四高兩涂”將不斷為SiC單晶生產(chǎn)鏈提供高純原料和耗材的配備,。
四高
高純SiC粉：據(jù)統(tǒng)計，用于碳化硅長晶的SiC粉體的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù),，下同）在99.95%～99.9999%之間,。目前高純SiC粉料合成方法中，改進的自蔓延高溫合成法最具有代表性,，此方法過程簡單,，合成效率高，是目前常見的制備SiC粉體的方法,，通常被用做合成高純SiC粉,。國際著名的SiC單晶生產(chǎn)商美國Cree、日本Rohm,，均掌握高純SiC粉合成工藝,；國內(nèi)生產(chǎn)商有天科合達等,。
高純碳粉：C粉的純度將直接影響SiC粉的純度。目前,，國外有德國西格里和美國美爾森等企業(yè),，已掌握高純碳粉提純工藝，國內(nèi)頂立科技已掌握6N碳粉的提純工藝,。
高純石墨：高純石墨制品在第三代半導(dǎo)體單晶生長設(shè)備應(yīng)用廣泛,，主要用于SiC單晶生長爐石墨坩堝和石墨加熱器，還普遍用于GaN外延生長石墨基座和抗高溫?zé)g涂層石墨基座等,。
高純硬氈：PVT生長單晶過程中,，碳纖維硬氈起到保溫作用，硬氈的純度對于成功實現(xiàn)SiC晶體生長至關(guān)重要,。保溫硬氈材料中的雜質(zhì),，是生長過程中雜質(zhì)污染的來源之一。碳纖維硬氈中關(guān)鍵雜質(zhì)元素的含量控制在10-6以下,，并且必須嚴(yán)格控制總灰分的含量,。
兩涂
1.SiC涂層
SiC涂層的應(yīng)用場景主要是半導(dǎo)體生產(chǎn)中的耗材，其核心指標(biāo)包括涂層的均勻性,、膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱性,。其中，碳化硅涂層石墨盤是目前單晶硅外延生長用和氮化鎵（GaN）外延生長用最好的基座之一,，是外延爐的核心部件,。國內(nèi)碳化硅涂層市場需求大，當(dāng)前,，中國國內(nèi)碳化硅涂層石墨盤生產(chǎn)商數(shù)量較少,，已實現(xiàn)量產(chǎn)并有應(yīng)用業(yè)績的主要有志橙半導(dǎo)體、德智新材料等企業(yè),。
2.TaC涂層
TaC涂層石墨比裸石墨或SiC涂層石墨具有更好的耐化學(xué)腐蝕性能,，可在2600℃高溫下穩(wěn)定使用，與眾多金屬元素不反應(yīng),，是第三代半導(dǎo)體單晶生長和晶圓刻蝕場景中性能最好的涂層,，能顯著提高工藝過程中對溫度和雜質(zhì)的控制，制備高質(zhì)量的碳化硅晶圓和相關(guān)外延片,。尤其適用于MOCVD設(shè)備生長GaN或AlN單晶和PVT設(shè)備生長SiC單晶,，所生長的單晶質(zhì)量得到明顯提高。目前,，東洋碳素（日本）,、Momentive（美國）等海外機構(gòu)采用CVD在石墨表面制備出高質(zhì)量TaC涂層；國內(nèi)恒普科技等企業(yè)已突破TaC涂層技術(shù)并達到了國際先進水平,。
高純SiC粉末作為生長SiC晶體的直接原材料,，其純度直接關(guān)系著SiC單晶的質(zhì)量,，而高純碳粉的純度決定SiC粉的純度，在眾多雜質(zhì)中,，N元素含量處于榜首,，如何減少N元素含量還需要后續(xù)進一步的研究；高純硬氈,、高純石墨制品是PVT設(shè)備的必備組件,，其雜質(zhì)和灰分含量的多少會在生長過程中對晶體的質(zhì)量有非常大的影響；SiC涂層,、TaC涂層作為保護涂層,，CVD法制備涂層工藝難點“沉得好”、“沉得勻”,、“沉得厚”等問題,，還需后續(xù)進一步的探索。
中國粉體網(wǎng)將于2024年4月25日在江蘇蘇州舉辦“第三屆半導(dǎo)體行業(yè)用陶瓷材料技術(shù)研討會暨第三代半導(dǎo)體SiC晶體生長技術(shù)交流會”,，屆時,，湖南頂立科技股份有限公司董事長戴煜將帶來《第三代半導(dǎo)體用“四高兩涂”材料及裝備的技術(shù)現(xiàn)狀與展望》的報告，戴總將講述關(guān)于第三代半導(dǎo)體生產(chǎn)用“四高兩涂”碳基材料及裝備的技術(shù)現(xiàn)狀,，及頂立科技研究團隊近年來在此領(lǐng)域的研究進展,。
專家介紹
戴煜,，湖南頂立科技股份有限公司董事長,，工學(xué)博士，正高級工程師,，南昌大學(xué)教授/博士生導(dǎo)師,，國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才，國務(wù)院特殊津貼專家,，俄羅斯工程院/自然科學(xué)院外籍院士,。長期致力于先進碳基/陶瓷基復(fù)合材料、第三代半導(dǎo)體專用高純碳基材料,、金屬基3D打印材料及其特種熱工裝備研制開發(fā),。榮獲省部級科技獎勵19項，主持或承擔(dān)國家,、省部級重大科研項目20余項,，獲授權(quán)發(fā)明專利85項，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項,，出版專著2部,。
來源：
龍振等：第三代半導(dǎo)體生產(chǎn)應(yīng)用“四高兩涂”碳基材料的技術(shù)現(xiàn)狀
粉體網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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