近日，在浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院与乾晶半导体联合实验室的共同努力下，研究人员们在高温实验室中取得了重大突破，成功生长出100毫米厚的碳化硅单晶，远超传统15-30毫米的厚度标准。这一成就标志着联合实验室在半导体材料研究领域迈出了重要一步。


碳化硅（SiC）材料以其宽禁带、高导热率和电子饱和漂移速率等优异特性，在新能源汽车、光伏发电、智能电网等多个领域展现出广阔的应用前景。然而，高昂的衬底成本一直是限制其广泛应用的主要因素之一。通过生长更厚的碳化硅单晶，可以有效减少籽晶使用量、缩短生长时间，降低能耗及原材料成本，从而有望大幅度减低碳化硅衬底的整体成本。


为实现这一目标，联合实验室采用了创新的提拉式物理气相传输（PPVT）方法。通过这一方法，研究团队控制晶体生长面在适宜的径向温度梯度下运行，优化了晶体的应力和表面形态。这一技术不仅推动了单晶厚度的飞跃，还确保了晶体生长速率的稳定。目前，实验室已经成功生长出直径达6英寸（150毫米）、厚度超过100毫米的高质量碳化硅单晶，并已就此技术申请了两项发明专利。


未来，浙大科创中心将继续在科学家杨德仁院士的指导下，进一步研究和优化碳化硅单晶的生长工艺，提高产品质量，促进半导体材料技术的商业化进程。此次科研成果不仅为半导体行业提供了新的成本优化方向，也预示着碳化硅材料在未来更广泛的领域应用中发挥更大的潜力。