中国粉体网讯 目前SiC单晶的生长方法主要包括以下三种：物理气相传输法、高温化学气相沉积法、液相法。70年代PVT法的技术突破，液相法逐渐被边缘化。如今，由于PVT法在制造大尺寸SiC晶体和降低成本方面遇到挑战，液相法重新引起了业界的关注。
近些年，日本的一些单位又对液相法生长碳化硅进行了大量的研究改进。选用石墨材料作为坩埚，同时将其作为碳源，在石墨坩埚中填充硅熔体。将SiC晶种放置在石墨坩埚顶部，刚好与熔体接触，控制晶种温度略低于熔体温度。利用温度梯度作为生长驱动力来实现晶体的生长。生长一般在惰性气体气氛（如Ar）中进行，生长温度在1750〜2100℃之间。为了提高晶体的生长速率，在生长过程中可以调节石墨坩埚和种子晶体的旋转方向和旋转速度。
(a)液相法生长SiC晶体示意图 (b)液相法生长的SiC晶体
目前液相法SiC长晶的研发工作主要集中在日本、韩国和中国，主要包括：中国的中科院物理所、北京晶格领域和常州臻晶半导体；日本的名古屋大学（UJ-Crystal ）、住友金属、丰田汽车、三菱电机、东京大学等；韩国的东义大学、韩国陶瓷工程技术研究所、延世大学等。碳化硅晶体的生长方法主要有物理气相传输法（PVT）、高温化学气相沉积法、液相法等。其中，PVT法是目前主流的碳化硅晶体生长方法，Wolfspeed、天岳先进、天科合达和烁科晶体等都采用该方法；而住友、晶格领域等采用液相法来实现碳化硅晶体的生长。
相比物理气相输运法(PVT)，液相法有诸多优势。该方法有望成为继PVT法之后制备尺寸更大、结晶质量更高且成本更低的SiC 单晶的方法，从而进一步促进SiC产业的快速发展。
尽管液相法具有潜力，但它仍面临一些技术难题。中国粉体网将于2024年4月25日在江苏苏州举办“第三届半导体行业用陶瓷材料技术研讨会暨第三代半导体SiC晶体生长技术交流会”，届时，中国科学院物理研究所副研究员李辉将带来题为《液相生长碳化硅单晶研究进展》的报告，其将对液相法生长技术及中国科学院物理研究所对液相法生长SiC单晶的研究进展进行介绍。
专家简介
李辉，中科院物理所副研究员。曾获中科院青年促进会会员、中科院卢嘉锡青年人才奖、英国皇家学会牛顿高级研究学者、北京市科学技术进步一等奖等荣誉称号。承担国家重点研发计划2项（课题负责人和单位负责人）、北京市科技计划（单位负责人）、英国皇家学会高级牛顿研究学者项目（负责人）、中科院青年促进会项目、国家自然基金面上、青年基金等10余项，做为项目骨干参与中国科学院“弘光专项”、科技部863课题等8项。在Chemical Reviews、Nature Energy、Nature Chemistry、Advanced Energy Materials、JACS、Journal of Crystal Growth等期刊上发表SCI论文90余篇，获授权专利7项，译著1部。
来源：
行家说三代半 ：液相SiC！国产技术又一突破
半导体信息 ：碳化硅单晶生长方法研究综述
张泽盛：液相法碳化硅晶体生长及其物性研究
（中国粉体网编辑整理/空青）
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