中山大學關鍵突破成功生長6吋導電型碳化矽晶體

【記者吳峙嵩高雄報導】第三代半導體材料「碳化矽」晶體,已被視為重要戰略物資,是發展電動車、6G通訊、航太及綠能等關鍵要素,國立中山大學晶體研究中心成功生長6吋導電型(n-type)4H碳化矽單晶,在長晶爐設備等相關環節,百分百MIT,奠定晶體生長速度快、穩定性高、成本低等優勢,未來透過技轉助攻台灣產業升級,強化市場競爭力。
中山大學材料與光電科學學系教授兼國際長周明奇表示,該校晶體研究中心已成功長出六吋導電型N-type 4H碳化矽SiC單晶,中心厚度為19mm,邊緣約為14mm,生長速度達到370um/hr。
他強調,這項研究關鍵突破,使得「晶體生長速度更快且具重複性」,國內尚無其他研究單位或大學能做得到,代表台灣第三類半導體碳化矽向前推進的進程。
周明奇又說,包括生長晶體的長晶爐、存放材料的容器坩堝、熱場設計、生長參數及晶體缺陷檢驗等項目,所有關鍵技術與設備設計、組裝,全部都是MIT,不倚賴國外廠商,上下游一條龍,自主培養合作廠商生態鏈,從學術研發鏈結到產業製造,更能撙節研發生產成本。
為了從實驗室邁向工業化,中山大晶體中心團隊不斷調整生長參數和檢驗晶體品質,今年2月,確認生長的6吋導電型4H碳化矽SiC單晶,生長速度更快、穩定性佳且具重複性,確保未來技轉廠商的市場競爭力與獲利優勢。
目前4吋、6吋矽晶圓為市場主流尺寸,並逐漸朝向8吋轉進。展望未來,周明奇認為,晶體中心團隊已投入8吋導電型(n-type)4H碳化矽生長設備研發設計,今年將持續推進碳化矽晶體生長核心技術,也正打造高真空環境,研發生長半絕緣碳化矽,持續為台灣取得材料、製程及設備三大關鍵環節的自主能力。