中国粉体网讯  物理气相输运法（PVT）是产业化应用中最为常见的SiC单晶生长方法，但这一方法在生长p型4H-SiC和立方SiC（3C-SiC）单晶方面存在显著难度。PVT法的局限性使得在特定应用下，如高频、高压、大功率IGBT器件和高可靠性、长寿命MOSFET器件的制备中，SiC材料的性能难以满足市场需求。

在此背景下，液相法作为一种新兴的SiC单晶生长技术，显现出独特的优势，正逐渐成为突破困局的关键力量，并加速迈向产业化。

技术优势：液相法的破局之道

液相法碳化硅长晶基本原理是碳（溶质）被溶解在硅和助溶剂组成的高温液体（溶剂）中，碳（溶质）因过饱和而在碳化硅籽晶处析出，同时因晶格库伦场的作用携带出硅原子，实现SiC晶体的生长。其显著优势直击PVT法的痛点：

1）更优质的晶体质量。生长温度低而结晶质量高，生长速度快而容易长厚，近热力学平衡的生长环境大幅降低了微管、位错等致命缺陷密度；

2）扩径潜力大。溶液环境更易实现均匀的温度和浓度分布，为生长更大直径（8英寸及以上）的SiC单晶提供了更可控的路径；

3）理论成本下降。低温溶液生长法由于生长过程具有更好的可控性和稳定性，提高了良率，理论上可以有效降低衬底晶片成本超过30%。

（a）液相法生长SiC晶体示意图；(b)液相法生长的SiC晶体

全球研发态势：群雄逐鹿

近年来，日美等高校与公司均开展了大量SiC晶体液相法生长的研究：

日本的丰田中央研究所是液相法SiC研发与产业化的全球领导者，其技术成熟度最高，已成功稳定生长出高质量6英寸晶体，并积极推动8英寸研发和量产计划（目标2025年左右）。此外，名古屋大学、东京大学和产综研等科研院所也在基础研究方面持续投入。

欧美方面的美国（如北卡州立大学、II-VI公司等）和欧洲（如法国圣戈班晶体、德国弗劳恩霍夫研究所等）同样投入力量，在新型溶剂开发、生长模拟、掺杂控制等方面开展研究。

中国的中科院物理所、山东大学、上海硅酸盐所、浙江大学等机构在基础研究方面取得重要突破，部分企业（如天岳先进、烁科晶体、晶格领域、常州臻晶等）也积极布局。中国在溶液组分优化、生长动力学控制、缺陷抑制等方面成果频出，正努力缩小工程化差距。

产业化进程：机遇与挑战并行

尽管优势明显，但液相法在产业化进程中仍面临一定的技术挑战。

工艺稳定性与良率提升：由于生长温度高，测试难度大，在液相法生长碳化硅单晶的过程中，对高温溶液的凝固点、表面张力、黏度等热力学参数还未明确。因此未来研究掌握这些参数以及控制这些参数的方式是液相法制备SiC进一步发展的重要方向。

溶剂残留与晶体纯度：液相法生长的晶体中可能引入溶剂金属杂质（如Cr, Fe），必须开发高效的后处理工艺将其降至器件可接受水平，确保电学性能。

设备“缺位”：在此之前，液相法在国内外关注度不高，相关设备及所需辅助用品均少有专门的企业涉及，出现设备与工艺不匹配等情况。

2025年8月21日，中国粉体网将在苏州举办第三代半导体SiC晶体生长及晶圆加工技术研讨会。届时，来自常州臻晶半导体有限公司总经理陆敏将带来《液相法碳化硅晶体生长态势及产业化》的报告，报告中将介绍液相法技术进展，包括掺杂调控、缺陷控制、晶体长厚等，并分享臻晶半导体在液相法单晶炉及其碳化硅长晶工艺技术等研究最新成果，同时探讨液相法产业化关键问题及对策，并展望液相法未来发展前景。

报告老师介绍

陆敏博士，《化合物半导体》主编，常州臻晶半导体有限公司董事长/总经理。曾在北京大学宽禁带半导体研究中心、中科院苏州纳米所、国网全球能源互联网研究院、北京天科合达半导体股份有限公司和中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟工作多年，长期从事宽禁带半导体材料的生长、器件研制；工艺线和项目管理工作，对宽禁带半导体材料的生长、器件制备技术及半导体技术标准化有丰富的经验。近年来承担或参与了多项国家发改委、工信部、科技部重点研究计划、863、973和国家自然科学基金等科技及产业化项目。在国内外学术期刊上共发表论文40余篇，申请国内发明专利50项，授权40项，起草并发布国家标准5项，团体标准10项，国际标准2项。

（中国粉体网编辑整理/空青）

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