近日，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）先进半导体研究院皮孝东教授与王蓉研究员团队官宣重大突破，成功制备出厚度超300微米的碳化硅（SiC）超厚外延薄膜，首次在国际上实现该厚度级别薄膜的稳定制备，为3万伏级超高压功率器件研发筑牢材料根基。
作为第三代半导体核心材料，碳化硅具备高击穿电场、高热导率等优势，已广泛应用于新能源汽车、光伏等领域。当前主流碳化硅器件耐压多在3300伏以内，对应外延薄膜厚度仅需约30微米。而智能电网、高铁牵引、大型全电船舶等场景电压等级达1—3.5万伏，亟需外延薄膜厚度提升至300微米级别，厚度增至10倍以上，生长难度却呈几何级攀升。
面对厚膜外延过程中应力累积、缺陷失控等技术瓶颈，团队从设备优化、工艺迭代、缺陷调控三方面系统攻关，开发出整套超厚外延生长与缺陷控制技术。此次制备的外延片厚度达312微米，表面致命缺陷密度低至0.75个/cm²；同时创新紫外光协同高温后处理技术，可100%消除 “肖克利型层错” 致命缺陷，解决了超厚薄膜可靠性核心难题。
王蓉研究员表示，超厚外延薄膜如同高压器件的 “耐压脊梁”，此次突破将直接支撑3万伏级碳化硅器件研发。该类器件可适配智能电网高压输电、高铁高效供电、大型船舶电力推进等场景，助力电力系统降本增效、缩小设备体积，推动我国在超宽禁带半导体高端领域实现换道超车。
据悉，该成果已通过多轮稳定性验证，相关技术方案具备产业化潜力。未来团队将推进技术中试与迭代，加速超厚碳化硅外延材料的规模化应用，赋能新能源与高压电力产业升级。
（集邦化合物半导体整理）
更多SiC和GaN的市场资讯，请关注微信公众账号：集邦化合物半导体。