新能源汽车、5G通信等产业的高速发展,推动碳化硅(SiC)衬底需求持续攀升,而大尺寸、高良率晶体生长技术成为全球半导体装备领域的核心竞争方向。
山东力冠微电子装备有限公司8英寸液相法SiC长晶炉量产后,正加速攻关12英寸液相法SiC长晶设备依托自主研发的工艺体系,
为我国半导体装备国产化进程注入新动能。

液相法SiC长晶技术解析
 
 
相较于主流物理气相传输法(Physical Vapor Transport, PVT),顶部籽晶溶液生长( top seeded solution growth,TSSG)(最广泛采用的一种液相法基于高温金属熔融体系溶解碳化硅前驱体,通过溶质分凝与过饱和度调控在籽晶界面定向外延生长,展现出显著的技术优势
生长速率提升实验室条件下,液相法生长速率通常为0.3-1.5 mm/h,较PVT法的 0.1-0.5 mm/h 提升约1.5-3倍
能耗优化液相法生长温度较PVT法降低 300-5001500-1800℃ vs 2000-2300℃),理论能耗减少 20%-30%
缺陷控制能力液相法通过溶液环境抑制热应力与缺陷扩展,实验室环境下其位错密度可降至<1×10 cm²(部分案例<200 cm²),显著优于PVT法的常规水平(>5×10⁴ cm²)。
扩径潜力液相法基于动态调控技术更易实现大尺寸晶体生长,而PVT法因气相传输对热场均匀性要求极高,扩径周期长且边缘缺陷问题突出。
p型掺杂优势液相法低温溶液体系可精准调控铝(Al)掺杂,实现电阻率低至 0.1 Ω·cmPVT法约2.5 Ω·cm)。

技术挑战液相法需精准控制熔融液成分、温度梯度及籽晶界面稳定性,工艺参数耦合度高,对设备设计和工艺经验要求严苛。

山东力冠12英寸SiC液相法长晶炉核心优势 

 
 
大尺寸与高良率协同设备支持12英寸SiC单晶生长,通过多温区协同控制技术,实现生长界面温度梯度高精度控制,破解晶型混杂和晶体开裂难题。

自主可控的技术体系 :采用特殊坩埚设计与惰性气体保护系统,避免杂质污染,降低杂质残留其自主研发的全闭环控制生长系统,可实时监控生长速率与重量等相关问题

山东力冠的技术积累与市场验证
 
 

山东力冠产品涵盖第一代至第四代半导材料工艺设备,均拥有自主知识产权,完全自主可控,产品广泛应用于集成电路、功率半导体、化合物半导体、5G芯片、光通信、MEMS等新型电子器件制造领域。
公司可为客户提供“设备制造+工艺技术服务”一体化解决方案。其关键技术打破美日垄断,实现国产化替代,生产工艺稳定性、均匀性达国际领先水平。部分拳头产品国内市占率达95%,并出口韩国、新加坡等国家。

行业价值与未来展望
 
 

12英寸液相法设备的推出,标志着国产半导体装备在SiC领域实现从进口替代自主创新的关键跨越。通过技术迭代与产业链协同,山东力冠正推动国产装备向高附加值环节延伸,为第三代半导体产业的规模化应用提供核心装备支撑。

作者 808, ab