随着时代的进步与发展，半导体材料技术迎来全新变革节点。其中，液相法（LPE）碳化硅衬底制备工艺凭借创新性突破，有望重塑碳化硅衬底制备产业格局 。第三代半导体核心材料碳化硅，承载着高温、高频、高功率器件的未来发展方向。北京晶格领域半导体有限公司是国内较早涉足液相法制备碳化硅衬底的企业，将在2025年北京科博会上展示其4-6寸液相法SiC单晶衬底产品，向全球产业界展现中国在半导体底层工艺创新中“破局者”的强劲姿态，彰显中国企业在第三代半导体核心材料领域的自主突破与创新实力。

液相法的技术革新：从原理到优势

让我们先回溯碳化硅制备技术的演进。自1885年Acheson首次在电弧炉中合成SiC晶体以来，人类对碳化硅的探索已跨越百年。传统物理气相传输法（PVT）虽推动了碳化硅衬底的工业化，但其高温（2000℃以上）环境下的晶体缺陷控制、生长速率与良率问题，始终是制约产业发展的瓶颈。

液相法的核心突破，在于将晶体生长环境从气相转为液相。通过熔融金属溶剂（如硅基合金）溶解碳源，在过饱和状态下实现碳化硅单晶的外延生长。这一过程中，液相界面能显著降低成核势垒，使得原子排列更趋有序，从而将位错密度降至102cm-2级别，消除微管缺陷的同时，电子迁移率提升30%以上。更值得关注的是，液相法在p型掺杂中展现出独特优势——液相环境中的杂质分凝效应可控性更强，可实现硼、铝等主要元素的高效均匀掺杂，为功率器件的对称结构设计开辟新路径。

传统工艺的桎梏与液相法的破局

传统PVT法依赖固态源升华与再结晶，生长速率仅0.2-0.5mm/h，且炉内温度梯度波动易引发应力堆积，导致基平面位错（BPD）密度高达103-104cm-2。反观液相法，通过引入动态温度场与电磁搅拌技术，生长速率可突破2mm/h，并实现晶体表面缺陷的实时监测与闭环控制。2024年最新研究显示，采用梯度降温与界面能调控策略，6英寸SiC晶体的无缺陷区（DFA）覆盖率已达99%，长晶效率提升5倍。

中国液相法碳化硅技术领跑

全球范围内，液相法已从理论验证迈入工程化阶段。日本研究团队通过开发多层石墨坩埚与超净液相运输系统，成功制备7英寸低位错单晶；我国北京晶格领域团队则创新性采用脉冲电磁场辅助生长技术，在6英寸衬底上实现BPD密度小于10cm-2的突破，其晶圆翘曲度控制在3μm以内，达到车规级芯片要求。更令人振奋的是，液相法的低温特性（通常低于1600℃）大幅降低能耗，配合循环溶剂再生工艺，可使单晶成本下降40%以上。

从原子到应用端！晶格领域以协同创新引领碳化硅技术变革

站在半导体材料技术迭代的临界点，晶格领域正以跨尺度协同创新体系引领行业变革。在原子层面，晶格领域运用机器学习辅助溶剂配比优化，大幅缩短新材料体系的研发周期；装备维度层面，依托数字孪生技术打造的智能长晶炉，可实时仿真生长界面形貌，并实现工艺参数的自适应调整；而在应用端，液相法制备的p型衬底与氮化镓异质集成技术结合，有望催生新一代超高频射频器件。这既源于晶格领域对基础研究的持续深耕，更得益于企业主导、产学研用深度融合的创新生态构建，彰显晶格领域在碳化硅产业核心技术攻坚中的领军地位。

碳化硅衬底制备的竞赛，本质是底层工艺的颠覆性创新之争。液相法以其对晶体缺陷的极致控制、对复杂器件需求的精准响应，正在书写第三代半导体发展的新范式。期待晶格领域在本届科博会中，以技术展示为桥梁、以开放合作为纽带，携手行业伙伴，以开放协作的精神，共同推动这一技术从实验室的 “单项冠军” 迈向产业化的 “全能选手”，为全球半导体产业注入更强劲的 “中国创新力”。

【广告】免责声明：本内容为广告，相关素材由广告主提供，广告主对本广告内容的真实性负责。蚌埠新闻网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考，不构成投资、消费建议。据此操作，风险自担！！！