碳化硅晶體技術(shù)和應(yīng)用的不斷進步，推動了SiC在功率電子、光電子和傳感器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為提高器件性能和應(yīng)用范圍提供了重要支持。
6月22日-23日，“新一代半導體晶體技術(shù)及應(yīng)用大會在濟南召開。本次會議在第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟指導下，由山東大學新一代半導體材料研究院、山東大學晶體材料國家重點實驗室、濟南市歷城區(qū)人民政府、山東中晶芯源半導體科技有限公司、山東華光光電子股份有限公司、極智半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)（m.ybx365.cn）、第三代半導體產(chǎn)業(yè)共同主辦。
會議除開幕大會，還設(shè)置了四大主題平行論壇。其中“碳化硅晶體技術(shù)及其應(yīng)用”平行論壇上，實力派嘉賓代表們深入研討，分享相關(guān)技術(shù)最新研究成果，探討發(fā)展趨勢與前沿，觀點交互，碰撞激發(fā)新的思路，共同促進產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。山東大學教授陳秀芳，國網(wǎng)智研院電能所副總師、教授楊霏，山東大學特聘教授韓吉勝，中電科五十五所副主任設(shè)計師李赟共同主持了該分論壇。
山東大學教授陳秀芳
山東大學特聘教授韓吉勝
河北普興電子科技股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)李洪浩
《碳化硅外延技術(shù)及發(fā)展趨勢》
SiC外延為器件制造提供關(guān)鍵的有源層，是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。隨著對高性能SiC器件需求的增加，SiC外延技術(shù)也在不斷發(fā)展。河北普興電子科技股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)李洪浩做了“碳化硅外延技術(shù)及發(fā)展趨勢”的主題報告，分享了最新研究進展。碳化硅外延關(guān)鍵問題涉及降低缺陷、規(guī)?；a(chǎn)、大直徑等。據(jù)介紹，普興公司在23年6月成功開發(fā)了8英寸碳化硅外延產(chǎn)品，解決了8寸襯底應(yīng)力大、易開裂、外延均勻性及缺陷難控制等難點。外延產(chǎn)品厚度均勻性為0.63%，濃度均勻性為2.29%。報告指出，8英寸目前存在有襯底價格高、缺陷多的問題：必須通過規(guī)模化生產(chǎn)降低成本；通過技術(shù)提升降低缺陷；同時上下游聯(lián)合推動。
中晶芯源/山東大學技術(shù)總監(jiān)、副教授楊祥龍
《導電型碳化硅單晶襯底的研究進展》
近年來，在新能源產(chǎn)業(yè)強勁需求下，全球SiC產(chǎn)業(yè)步入高速成長期，推升了對SiC襯底產(chǎn)能的需求。8英寸SiC襯底在降低器件單位成本、增加產(chǎn)能供應(yīng)方面擁有巨大的潛力，成為行業(yè)重要的技術(shù)演化方向。我國作為全球最大的SiC器件應(yīng)用市場，需要加緊提升大尺寸SiC襯底制備技術(shù)，以搶占市場，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。中晶芯源技術(shù)總監(jiān)、山東大學副教授楊祥龍做了“導電型碳化硅單晶襯底的研究進展”的主題報告，主要介紹廣州南砂晶圓半導體技術(shù)有限公司聯(lián)合山東大學近期大尺寸SiC單晶襯底的研究進展。大尺寸擴徑進展、位錯缺陷控制進展等。其中，制備了8英寸導電型4H-SiC晶體，加工出了500μm和350μm的8英寸4H-SiC襯底；經(jīng)拉曼測試，無6H和15R等多型，4H晶型面積比例達到100%，實現(xiàn)了8英寸4H-SiC單一晶型控制。南砂晶圓公司聯(lián)合山東大學實現(xiàn)了“零螺位錯”密度的8英寸導電型4H-SiC單晶襯底制備。
江蘇通用半導體有限公司總工程師鞏鐵建
《SiC晶錠激光剝離設(shè)備線》
近年， 碳化硅（SiC）功率器件在大功率半導體市場中的份額不斷增加，并被用于一系列應(yīng)用，如新能源車輛和城 市軌道交通， 風力發(fā)電，高速移動通訊，IoT等。碳化硅由于其高硬度，高脆性特點，在 SiC 器件制造領(lǐng)域存在一個瓶頸：晶錠分割工藝過程。通用半導體有限公司總工程師鞏鐵建做了“碳化硅晶錠剝離工藝應(yīng)用”的主題報告，分享相關(guān)研究成果。報告指出，SiC晶錠材質(zhì)硬度高不易加工且原料成本高等，目前，SiC 晶錠主要通過砂漿線/金剛石線切割，效率低和損耗高。提高加工效率和減少損耗是關(guān)鍵。激光剝離取代傳統(tǒng)的線切割，有利于實現(xiàn)高速度切割碳化硅（SiC）晶錠。江蘇通用半導體在半導體隱形切割領(lǐng)域深耕，陸續(xù)推出了Low-K開槽機、SDBG激光隱切設(shè)備、SiC晶錠激光剝離設(shè)備和SDTT切割設(shè)備。
江蘇才道精密儀器有限公司副總經(jīng)理樸彥宏
《SiC/GaN襯底外延片檢測設(shè)備國產(chǎn)化》
SiC/GaN襯底和外延片的檢測設(shè)備國產(chǎn)化是推動我國SiC/GaN材料及器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措之一。國產(chǎn)化的檢測設(shè)備有助于降低設(shè)備成本、提高設(shè)備的技術(shù)水平和穩(wěn)定性，促進SiC/GaN材料及器件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。江蘇才道精密儀器有限公司副總經(jīng)理樸彥宏做了“SiC/GaN襯底和外延片檢測設(shè)備國產(chǎn)化“的主題報告，分享了相關(guān)研究進展，報告指出，
穩(wěn)定 量產(chǎn) 性能穩(wěn)定的高品質(zhì)碳化硅晶片的技術(shù)難點涉及溫度控制、晶體結(jié)構(gòu)、擴徑難等。
國產(chǎn)檢測設(shè)備普遍在核心部件和算法研發(fā)、試用、驗證階段。產(chǎn)線上，無人值守自動化批量檢測，尚需要時機，需要上游用戶給機會。國外品牌，直接以終端解決方案命名設(shè)備，比如膜厚測量儀，缺陷分析儀，其實核心還是各種光學手段的變化應(yīng)用。
上海澈芯科技有限公司應(yīng)用技術(shù)部部長崔丹
《開啟國產(chǎn)點激光散射的測量之路——Thea C520》
上海澈芯科技有限公司應(yīng)用技術(shù)部部長崔丹做了“開啟國產(chǎn)點激光散射的測量之路——Thea C520 ”的主題報告，介紹了點激光掃描檢測光學系統(tǒng)及其原理、算法、易入門的軟件、對標情況。
中電科五十五所副主任設(shè)計師李赟
《碳化硅外延如何協(xié)同器件發(fā)展》
碳化硅外延在產(chǎn)業(yè)鏈中是承上啟下，連接襯底和芯片工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。SiC電力電子器件的發(fā)展離不開SiC外延技術(shù)的助力。中電科五十五所副主任設(shè)計師李赟做了“碳化硅外延如何協(xié)同器件發(fā)展”的主題報告，SiC電力電子器件在行業(yè)內(nèi)的滲透率取決于其與硅功率器件的性價比，需進一步提升器件性能并降低成本。報告介紹了55所SiC電力電子業(yè)務(wù)的發(fā)展歷程以及SiC外延協(xié)同器件發(fā)展的技術(shù)趨勢。
泰科天潤應(yīng)用事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)、北京交通大學副教授邵天驄
《碳化硅功率器件在電力系統(tǒng)當中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)》
碳化硅（SiC）功率器件具有許多優(yōu)點，如高擊穿電場強度、高熱導率和高工作溫度等，但在實際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。電力電子化的電力系統(tǒng)亟需響應(yīng)速度快的電力電子化保護措施，泰科天潤應(yīng)用事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)、北京交通大學副教授邵天驄做了“碳化硅功率器件在電力系統(tǒng)當中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)”的主題報告，分享了繼電保護設(shè)備—固態(tài)斷路器，電力電子設(shè)備——電能質(zhì)量治理、柔性交直流輸電、電動汽車充電的研究進展。涉及低壓直流固態(tài)斷路器、中高壓直流固態(tài)斷路器，中低壓交流配電網(wǎng)電能質(zhì)量治理、柔性交流輸電（FACTS）、柔性直流輸電（HVDC）、電動汽車充電等。
北京中電科電子裝備有限公司副總經(jīng)理劉國敬
《先進Grinding技術(shù)助力大尺寸SiC量產(chǎn)》
當前，大尺寸SiC趨勢增強，8英寸襯底梯隊加速進階。8英寸是降低SiC器件成本的關(guān)鍵。北京中電科電子裝備有限公司副總經(jīng)理劉國敬做了“先進Grinding技術(shù)助力大尺寸SiC量產(chǎn)”的主題報告，報告指出，大尺寸SiC產(chǎn)業(yè)化任重道遠，8英寸襯底量產(chǎn)難題與長晶爐、晶體生長、切磨拋技術(shù)及外延技術(shù)息息相關(guān)，也是襯底產(chǎn)業(yè)化的突破口。切磨拋工序直接關(guān)系到襯底加工的效率和產(chǎn)品良率，急需穩(wěn)定性、可靠性高的高精密切磨拋設(shè)備。報告主要介紹了碳化硅襯底的加工工藝、減薄工藝等研究進展。報告認為，SiC襯底的制造過程中，單晶生長是核心環(huán)節(jié)，晶錠切片是產(chǎn)能瓶頸，是SiC產(chǎn)業(yè)鏈由6英寸襯底轉(zhuǎn)8英寸襯底的主要堵點之一。激光改質(zhì)剝離切割與減薄技術(shù)作為當前行業(yè)最先進的切磨工藝新路徑，具有材料損耗低、加工效率高、出片數(shù)量多的優(yōu)勢，尤其是在8英寸及其以上SiC襯底加工上，與傳統(tǒng)工藝相比優(yōu)勢更加明顯。
中國科學院大連化學物理研究所研究員、創(chuàng)銳光譜董事長金盛燁
《瞬態(tài)光譜技術(shù)及其在SiC晶圓缺陷檢測中的應(yīng)用》
中國科學院大連化學物理研究所研究員、創(chuàng)銳光譜董事長金盛燁做了“瞬態(tài)光譜技術(shù)及其在SiC晶圓缺陷檢測中的應(yīng)用”的主題報告，報告指出，瞬態(tài)光譜是一種基于時間分辨技術(shù)和光譜探測有段相結(jié)合而發(fā)展的專有譜學技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料、納米材料、半導體材料等多種材料的光誘導載流子動力學過程的探測和研究中。由于其譜學信號對材料缺陷態(tài)和缺陷結(jié)構(gòu)極為敏感，可通過發(fā)展相應(yīng)的瞬態(tài)光譜和成像方法，實現(xiàn)了第三代半導體晶圓（SiC或者GaN）中襯底位錯缺陷（TSD，TED，BPD等），外延片結(jié)構(gòu)缺陷和少子壽命（點缺陷濃度）等多種化學或晶格缺陷的無損、高效的探測。相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用落地將助力我國SiC晶圓成長和制備技術(shù)的進一步提升和發(fā)展。
山東大學副研究員崔瀠心
《碳化硅功率器件失效及可靠性研究》
碳化硅（SiC）功率器件的失效和可靠性研究是提高SiC功率器件性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。通過對碳化硅功率器件失效和可靠性的深入研究，可以指導制備工藝的改進和器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高SiC功率器件的性能和可靠性，推動其在電力電子等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。山東大學副研究員崔瀠心做了“碳化硅功率器件失效及可靠性研究”的主題報告，分享了碳化硅缺陷對器件影響、碳化硅器件工藝引入缺陷、碳化硅器件可靠性等的研究進展。
國網(wǎng)智研院電能所副總師、教授楊霏
《電力電子變壓器用6500V碳化硅MOSFET器件研制》
高性能、高可靠性的6500V碳化硅MOSFET器件的開發(fā)，將有助于推動電力電子領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。國網(wǎng)智研院電能所副總師、教授楊霏做了“電力電子變壓器用6500V碳化硅MOSFET器件研制”的主題報告，分享了最新研究成果，其研究實現(xiàn)了6.5kV級SiC材料—芯片—裝備應(yīng)用全鏈條技術(shù)突破，實現(xiàn)了高壓SiC關(guān)鍵原材料、核心元器件國產(chǎn)化，支撐了專項目標的實現(xiàn)。報告指出，未來需在密切跟蹤高壓SiC器件應(yīng)用需求，推動高質(zhì)量襯底和外延片的批量化應(yīng)用進程。面向電力系統(tǒng)應(yīng)用，根據(jù)裝置需求，進行定制化高壓碳化硅器件的開發(fā)。充分發(fā)揮碳化硅器件特性，研制更高容量，更高工作溫度，更高可靠性的碳化硅模塊等方向開展深入研究。
江蘇易矽科技有限公司總經(jīng)理陳宏
《Si及SiC功率器件應(yīng)用及趨勢》
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，硅（Si）和碳化硅（SiC）功率器件在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷擴展和深化。江蘇易矽科技有限公司總經(jīng)理陳宏做了“Si及SiC功率器件應(yīng)用及趨勢”的主題報告，分享了IGBT/SiC MOSFET功率器件應(yīng)用、IGBT技術(shù)、SiC MOSFET技術(shù)的進展，報告指出，IGBT芯片技術(shù)向著高電流密度、低損耗，高魯棒性及高可靠性不斷發(fā)展。SiC MOSFET在性能方面明顯占優(yōu)，Si IGBT在可靠性魯棒性方面占優(yōu)。報告指出，SiC作為寬禁帶半導體的典型代表，由其材料優(yōu)勢展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，在新能源領(lǐng)域比Si IGBT具有更大提升空間，但仍存在一定的短板，需要全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同提升。
浙江大學副教授郭清
《碳化硅橫向功率芯片的研究》
碳化硅（SiC）橫向功率器件具有結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、低開關(guān)損耗等優(yōu)點，適用于高頻率、高功率應(yīng)用。浙江大學副教授郭清做了“碳化硅橫向功率芯片的研究”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果。報告顯示，其研究研制了高壓碳化硅橫向二極管和橫向MOSFET器件，大幅度提升了器件的的品質(zhì)因數(shù)。SiC LJBS最高耐壓達到1650V，最高BFOM達到390MW/cm2（1430V, 5.25mΩ·cm2）；SiC LMOS最高耐壓達到1800V，最高BFOM達到128MW/cm2（1660V, 21.5mΩ·cm2）研制了碳化硅功率集成芯片，靜態(tài)性能良好，初步進行了動態(tài)測試，為下一步工作打下基礎(chǔ)。
西安電子科技大學教授宋慶文
《碳化硅電子器件技術(shù)若干新進展》
西安電子科技大學教授宋慶文做了“碳化硅電子器件技術(shù)若干新進展”的主題報告，報告指出，碳化硅（SiC）作為一種第三代半導體典型代表，因其具有禁帶寬度大、熱穩(wěn)定性強、 熱導率高、 抗輻射能力強等優(yōu)點，不僅在廣泛應(yīng)用于新能源汽車、軌道交通、人工智能等領(lǐng)域，還在在航空航天、石油化工、國防軍事等領(lǐng)域等極端環(huán)境具有巨大的應(yīng)用潛力。相關(guān)器件和電路技術(shù)也是SiC重點亟待突破的方向。報告從碳化硅器件的技術(shù)發(fā)展共性技術(shù)出發(fā)，分析探討若干碳化硅電子器件的研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，及其團隊近年來在此方向所做的研究工作。
上海交通大學副教授王亞林
《高壓SiC功率模塊封裝、測試及應(yīng)用研究》
功率器件在新能源逐漸占據(jù)主導地位的電能發(fā)輸配用新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來越廣泛，采用高壓功率器件進行電能變換能夠提高用電效率和質(zhì)量，為降低碳排放、提高系統(tǒng)靈活性以及解決能源短缺問題提供關(guān)鍵支撐。上海交通大學副教授王亞林做了“高壓SiC功率模塊封裝、測試及應(yīng)用研究”的主題報告，詳細介紹了高壓SiC功率模塊封裝材料、高壓SiC功率模塊失效測試、高壓SiC功率模塊設(shè)計實現(xiàn)等最新研究進展。報告指出，目前高壓SiC芯片成本高昂且工藝不成熟，研究替代產(chǎn)品及匹配的封裝技術(shù)是高壓SiC器件發(fā)展的重點方向之一。封裝絕緣材料承受耦合的電熱機械應(yīng)力，封裝失效問題是待解決的重要問題之一。也亟需研究耐高溫、擊穿強度高、可靠性好的封裝絕緣材料。
山東大學特聘教授Handoko Linewih
《SiC Power Device SPICE Modeling》
碳化硅（SiC）功率器件的SPICE建模是電路設(shè)計中重要的一環(huán)，能夠幫助工程師在仿真軟件中準確模擬器件的電性能。山東大學特聘教授Handoko Linewih 做了“SiC Power Device SPICE Modeling”的主題報告，分享了SPICE建模方法，SPICE子電路建模：650V SiC肖特基勢壘二極管等內(nèi)容。
廈門大學教授張峰
《SiC少子壽命與IGBT器件研究》
碳化硅（SiC）材料的少子壽命對器件性能有著重要影響，特別是在功率器件中。研究SiC材料的少子壽命可以幫助理解器件的載流子動力學和性能特性，也可以為提高SiC功率器件的性能提供重要參考。廈門大學教授張峰做了“SiC少子壽命與IGBT器件研究”的主題報告，分享了SiC IGBT功率器件挑戰(zhàn)、SiC少子壽命與深能級缺陷研究、SiC光注入IGBT器件研究的最新進展。其中，SiC摻雜調(diào)控研究方面，報告顯示，調(diào)整生長時的C/Si來獲得低的背景摻雜濃度，在優(yōu)化的C/Si條件下，平均摻雜濃度為4.1E14 cm-3 ，能夠滿足4H-SiC大功率器件的制備要求。通過研究 SiC 外延生長的摻雜機理與溫場、流場和攜帶氣體流量等內(nèi)在關(guān)系，對SiC 外延材料的摻雜濃度進行調(diào)控，使100µm厚的SiC外延片的摻雜濃度不均勻性小于10%。
山東大學教授郁萬成
《液相法碳化硅單晶生長研究》
液相法生長碳化硅（SiC）單晶是一種重要的方法，山東大學教授郁萬成做了“液相法碳化硅單晶生長研究”的主題報告，分享了相關(guān)研究進展。液相生長法具有降低位錯密度、易于p型摻雜、易于擴徑、可愈合微管、實現(xiàn)3C等晶型等優(yōu)勢。報告中還介紹了山東大學液相碳化硅研究進展與成果。
南京大學教授修向前
《大尺寸碳化硅激光切片研究進展》
大尺寸碳化硅激光切片技術(shù)對于制備SiC基板和器件具有重要意義。南京大學教授修向前做了“大尺寸碳化硅激光切片研究進展”的主題報告，分享了相關(guān)研究進展與成果。
中國電子科技集團公司第十三研究所基礎(chǔ)研究部高級工程師蘆偉立
《面向特種器件應(yīng)用的SiC多層超厚外延進展及機遇》
中國電子科技集團公司第十三研究所基礎(chǔ)研究部高級工程師蘆偉立做了“面向特種器件應(yīng)用的SiC多層超厚外延進展及機遇”的主題報告，分享了相關(guān)研究進展與成果，包括P型摻雜及多層外延進展、厚外延技術(shù)及進展等。報告指出，新能源汽車和光伏的應(yīng)用，推動650-1700V規(guī)格SiC功率器件迅速發(fā)展。多種新研特種器件對P型外延及厚外延工藝提出迫切需求。多層外延及厚外延工藝的實現(xiàn)，可滿足多種器件結(jié)構(gòu)研發(fā)，外延技術(shù)的進一步發(fā)展，助推SiC實現(xiàn)更多特種器件的實現(xiàn)。
山東大學仲光磊博士
《低電阻率p型SiC晶體制備及電學性質(zhì)研究》
低電阻率的p型碳化硅（SiC）晶體制備和電學性質(zhì)研究一直是SiC研究領(lǐng)域的熱點之一。山東大學仲光磊博士做了“低電阻率p型SiC晶體制備及電學性質(zhì)研究”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果。報告顯示，研究設(shè)計并研制出單線圈調(diào)控AI源釋放穩(wěn)定性的新型坩堝生長系統(tǒng)；制備得到AI摻雜濃度1.13?1020cm-3，最低電阻率約70mΩ·cm的p型SiC單晶，為國內(nèi)所見PTV法報道的最低電阻率值。針對固態(tài)AI摻雜源耐熱性差，初期釋放迅速的問題，設(shè)計并提出了采用p型SiC粉料制備p型SiC摻雜技術(shù)。
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