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大直径4H—SiC单晶衬底材料
发布日期:2014-11-26 11:24    浏览次数:1003次    [后退]    [返回首页]

本项目主要发明了大直径碳化硅(SIC)单晶生长及其衬底加工技术,涉及人工晶体材料、半导体材料学及半导体加工和封装技术学科,属于新材料技术领域。

本项目研究的SiC单晶采用升华法在2100度以上的高温下生长,先后历时十多年,完成了SiC单晶生长的温场设计与优化、单晶炉的国产化、单晶质量的持续提升,掌握了SiC单晶生长的基本规律,攻克了衬底加工技术难题,主要技术发明如下:1)通过理论与实践相结合完成了SiC单晶生长的温场设计,优化了单晶生长工艺,获得了耐温度冲击和高结晶质量的SiC衬底;通过研究原位掺杂技术,引人局部应力抑制了单晶生长过程中微管的延伸,降低了晶体的微管密度。2)利用硅粉和碳粉合成了高纯SiC粉料作为原材料;通过在生长过程中引入钒作为深能级杂质,并优化温场分布控制钒的释放速度,最终成功生长出高质量半绝缘SiC单晶。3)超硬大直径SiC单晶的切割及低表面损伤的衬底加工技术。发明了利用金刚石线切割大直径SiC单晶的技术,采用优化配方后的化学抛光工艺,得到具有原子台阶的SiC衬底表面。

该项目研究过程中获得4项国家发明专利。SiC衬底的研发成功和应用使我国从根本上摆脱了国外的材料封锁,为国内研究和开发基于SiC材料的器件和应用奠定了基础,增强了我国在大功率半导体器件方面的国际竞争力。该项目取得直接经济效益3400万元,间接经济效益达3亿元。

【发布人:周敬馨 来自:平台成果办公室】
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