碳化矽液相LPE晶體生長

液相法是一種歷史悠久的碳化矽（SiC）晶體製備技術，在20世紀60年代廣為流行，甚至超過了物理氣相傳遞（PVT）方法。 然而，隨著70年代PVT法的技術突破，液相法逐漸被邊緣化。 如今，PVT方法因其在製造大尺寸SiC晶體和降低成本方面遇到的挑戰而重新引起了業界的關注。

液相法的核心是使用石墨坩堝作為反應器，通過向熔融純矽中新增助溶劑來增加其對碳的溶解度。 在靠近壁的坩堝的熱區域，碳溶解在熔融矽中; 在坩堝中心的碳化矽種子晶體溫度較低時，碳的溶解度降低，形成過飽和溶液。 此時，溶液中的碳與矽結合並在晶種表面發生外延生長。 同時，溶液中析出的碳繼續流回坩堝壁，在那裡繼續溶解並形成迴圈。

儘管具有潛力，但液相法仍面臨一些技術挑戰。 首先，需要在晶體的生長速度和質量之間找到平衡，因為生長速度過快會導致缺陷甚至晶體開裂。 此外，由於石墨坩堝在生長過程中不斷腐蝕，晶體生長環境的穩定性可能會受到影響。 第三，由於在高溫生長條件下測試困難，液相中的熱力學引數（如凝固點、表面張力、粘度等）尚未得到充分掌握，這是未來研究的重要方向。

近日，天悅先進宣布採用液相法成功製備低缺陷8英吋晶體，這是碳化矽單晶生長領域的重要突破。 國內半導體企業在晶格領域也取得了進展，成功生產出6英吋碳化矽晶體。 國際上，名古屋大學、東京大學、住友、豐田、氧化物等日本研究機構和企業也在積極投資液相法的研發，表明該技術正逐漸走向全球範圍的前沿。

在晶體生長爐裝置廠家方面，國內液相法目前比較成熟，採用鳳鋼化工技術，已實現批量生產並交付給國內外多家客戶; 此外，晶盛、華創、漢虹等裝置廠商也在積極發展，以滿足國內市場的需求。 未來，隨著技術的突破，液相法很有可能成為8英吋碳化矽襯底的新技術突破。 半導體