中国研究人员成功制备厚度超300微米的碳化硅外延薄膜

浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院近日宣布，皮孝东教授和王蓉研究员带领的团队成功制备出厚度超过300微米的超厚碳化硅（SiC）外延薄膜，这一厚度远超常规SiC外延层，攻克了长时间外延生长中晶体质量与缺陷控制的核心难题。

据团队介绍，传统4H-SiC外延层的厚度通常限于几十微米，生长过程中极易出现堆垛层错、基面位错等缺陷的增殖，难以满足超高压功率器件对低缺陷、超高厚度外延层的要求。研究团队通过优化生长气氛、温度和气流场等关键参数，结合创新的缺陷抑制技术，在长时间生长中维持了稳定的外延条件，最终获得了晶体质量优异、表面平整度高的超厚单晶薄膜。经多种表征手段验证，其位错密度和背景载流子浓度均达到国际领先水平。

超厚SiC外延薄膜是制造万伏级以上高压功率器件、高效率射频器件以及应用于航空航天、核能等极端环境电子设备的核心材料。本项突破不仅填补了国内在该领域的技术空白，也为实现宽禁带半导体材料自主可控、提升国产SiC功率器件的电压等级和可靠性提供了新的路径，有望加速其在智能电网、新能源轨道交通、深海探测等领域的商用进程。该研究成果再次彰显了我国在第三代半导体基础材料研发中的创新实力。