碳化硅液相LPE晶体生长

液相法是一种历史悠久的碳化硅（SiC）晶体制备技术，在20世纪60年代广为流行，甚至超过了物理气相传递（PVT）方法。 然而，随着70年代PVT法的技术突破，液相法逐渐被边缘化。 如今，PVT方法因其在制造大尺寸SiC晶体和降低成本方面遇到的挑战而重新引起了业界的关注。

液相法的核心是使用石墨坩埚作为反应器，通过向熔融纯硅中添加助溶剂来增加其对碳的溶解度。 在靠近壁的坩埚的热区域，碳溶解在熔融硅中; 在坩埚中心的碳化硅种子晶体温度较低时，碳的溶解度降低，形成过饱和溶液。 此时，溶液中的碳与硅结合并在晶种表面发生外延生长。 同时，溶液中析出的碳继续流回坩埚壁，在那里继续溶解并形成循环。

尽管具有潜力，但液相法仍面临一些技术挑战。 首先，需要在晶体的生长速度和质量之间找到平衡，因为生长速度过快会导致缺陷甚至晶体开裂。 此外，由于石墨坩埚在生长过程中不断腐蚀，晶体生长环境的稳定性可能会受到影响。 第三，由于在高温生长条件下测试困难，液相中的热力学参数（如凝固点、表面张力、粘度等）尚未得到充分掌握，这是未来研究的重要方向。

近日，天悦先进宣布采用液相法成功制备低缺陷8英寸晶体，这是碳化硅单晶生长领域的重要突破。 国内半导体企业在晶格领域也取得了进展，成功生产出6英寸碳化硅晶体。 国际上，名古屋大学、东京大学、住友、丰田、氧化物等日本研究机构和企业也在积极投资液相法的研发，表明该技术正逐渐走向全球范围的前沿。

在晶体生长炉设备厂家方面，国内液相法目前比较成熟，采用凤钢化工技术，已实现批量生产并交付给国内外多家客户; 此外，晶盛、华创、汉虹等设备厂商也在积极发展，以满足国内市场的需求。 未来，随着技术的突破，液相法很有可能成为8英寸碳化硅衬底的新技术突破。 半导体