國產(chǎn)半導(dǎo)體裝備迎重大進(jìn)展！山東力冠微電子裝備推出12英寸液相法SiC長晶爐

2025-05-14

新能源汽車、5G通信等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，推動(dòng)碳化硅（SiC）襯底需求持續(xù)攀升，而大尺寸、高良率晶體生長技術(shù)成為全球半導(dǎo)體裝備領(lǐng)域的核心競爭方向。
山東力冠微電子裝備有限公司繼8英寸液相法SiC長晶爐量產(chǎn)后，正加速攻關(guān)12英寸液相法SiC長晶設(shè)備，依托自主研發(fā)的工藝體系，為我國半導(dǎo)體裝備國產(chǎn)化進(jìn)程注入新動(dòng)能。

液相法SiC長晶技術(shù)解析

相較于主流物理氣相傳輸法（Physical Vapor Transport, PVT），頂部籽晶溶液生長( top seeded solution growth，TSSG)（最廣泛采用的一種液相法）基于高溫金屬熔融體系溶解碳化硅前驅(qū)體，通過溶質(zhì)分凝與過飽和度調(diào)控在籽晶界面定向外延生長，展現(xiàn)出顯著的技術(shù)優(yōu)勢：

生長速率提升：實(shí)驗(yàn)室條件下，液相法生長速率通常為0.3-1.5 mm/h，較PVT法的 0.1-0.5 mm/h 提升約1.5-3倍。

能耗優(yōu)化：液相法生長溫度較PVT法降低 300-500℃（1500-1800℃ vs 2000-2300℃），理論能耗減少 20%-30%。

缺陷控制能力：液相法通過溶液環(huán)境抑制熱應(yīng)力與缺陷擴(kuò)展，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下其位錯(cuò)密度可降至<1×10? cm?²（部分案例<200 cm?²），顯著優(yōu)于PVT法的常規(guī)水平（>5×10? cm?²）。

擴(kuò)徑潛力：液相法基于動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)更易實(shí)現(xiàn)大尺寸晶體生長，而PVT法因氣相傳輸對(duì)熱場均勻性要求極高，擴(kuò)徑周期長且邊緣缺陷問題突出。

p型摻雜優(yōu)勢：液相法低溫溶液體系可精準(zhǔn)調(diào)控鋁（Al）摻雜，實(shí)現(xiàn)電阻率低至 0.1 Ω·cm（PVT法約2.5 Ω·cm）。

技術(shù)挑戰(zhàn)：液相法需精準(zhǔn)控制熔融液成分、溫度梯度及籽晶界面穩(wěn)定性，工藝參數(shù)耦合度高，對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝經(jīng)驗(yàn)要求嚴(yán)苛。

山東力冠12英寸SiC液相法長晶爐核心優(yōu)勢

大尺寸與高良率協(xié)同：設(shè)備支持12英寸SiC單晶生長，通過多溫區(qū)協(xié)同控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生長界面溫度梯度高精度控制，破解晶型混雜和晶體開裂難題。

自主可控的技術(shù)體系：采用特殊坩堝設(shè)計(jì)與惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)，避免雜質(zhì)污染，降低雜質(zhì)殘留。其自主研發(fā)的全閉環(huán)控制生長系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控生長速率與重量等相關(guān)問題。

山東力冠的技術(shù)積累與市場驗(yàn)證

山東力冠產(chǎn)品涵蓋第一代至第四代半導(dǎo)體材料工藝設(shè)備，均擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，完全自主可控，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于集成電路、功率半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、5G芯片、光通信、MEMS等新型電子器件制造領(lǐng)域。
公司可為客戶提供“設(shè)備制造+工藝技術(shù)服務(wù)”一體化解決方案。其關(guān)鍵技術(shù)打破美日壟斷，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性、均勻性達(dá)國際領(lǐng)先水平。部分拳頭產(chǎn)品國內(nèi)市占率達(dá)95%，并出口韓國、新加坡等國家。

行業(yè)價(jià)值與未來展望

12英寸液相法設(shè)備的推出，標(biāo)志著國產(chǎn)半導(dǎo)體裝備在SiC領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從進(jìn)口替代到自主創(chuàng)新的關(guān)鍵跨越。通過技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，山東力冠正推動(dòng)國產(chǎn)裝備向高附加值環(huán)節(jié)延伸，為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化應(yīng)用提供核心裝備支撐。