'碳化硅器件具有极高的耐压水平和能量密度, 可有效降低能量转化损耗和装置的体积重量, 满足电力传输, 机车索引, 新能源汽车, 现代国防武器装备等重大战略领域对高性能, 大功率电力电子器件的迫切需求, 被誉为带动 '新能源革命' 的 '绿色能源' 器件. '
以碳化硅 (SiC) 为代表的第三代半导体产业是全球战略竞争新的制高点. SiC器件具有极高的耐压水平和能量密度, 可有效降低能量转化损耗和装置的体积重量, 满足电力传输, 机车索引, 新能源汽车, 现代国防武器装备等重大战略领域对高性能, 大功率电力电子器件的迫切需求, 被誉为带动 '新能源革命' 的 '绿色能源' 器件. 但长期以来, 我国SiC器件的研制生产主要依赖进口. SiC器件关键装备的成功研发对加快解决全产业链的自主保障, 降低生产线建设与运营成本, 促进产业技术进步和快速发展壮大等方面具有重大的推动作用.
在国家863计划支持下, 经过中国电子科技集团公司第四十八研究所为牵头单位的课题组不懈努力, 成功研制出适用于4-6英寸SiC材料及器件制造的高温高能离子注入机, 单晶生长炉, 外延生长炉等关键装备并实现初步应用. 该课题近期通过科技部验收, 研究成果有力保障了我国SiC电力电子器件产业 '材料—装备—器件' 自主可控发展.
课题开发的SiC高温高能离子注入机, SiC 外延生长炉均为首台国产SiC器件制造关键装备, 可满足铝离子注入最高能量达到700KeV, 注入均匀性达到1%以内; SiC外延最高温度达到1700℃, 生长均匀性达到3%以内. 上述主要技术指标均已达到国际同期水平. 同时, 设备的销售价格可控制在同类进口设备的2/3以下, 有力支撑了国内SiC器件的研制生产. 在中国电科13所, 55所, 泰科天润等十余家公司进行的器件制造工艺验证和生产数据表明, 采用国产装备制造的SiC器件产品性能和良率已接近进口水平, 器件成品率在90%以上. 在全面完成课题任务基础上, 课题组紧抓未来市场契机, 还开展了大尺寸SiC栅氧生长, 高温激活, 刻蚀, 减薄, 切割, 磨抛等关键工艺装备与工艺整合研究, 为SiC器件制造整线装备的国产化打下了坚实基础.
