成果名称：碳化硅快速气相沉积技术及其缺陷调控方法

完成人：  章嵩，涂溶，王传彬，沈强，彭健，徐青芳，张翅腾飞

在碳化硅外延生长过程中，工艺条件、衬底质量和外部环境等因素会在外延层中引入缺陷。除外延生长以外，缺陷也可在器件的加工的后道工艺中产生，这些缺陷的存在或者降低器件的成品率，或者直接造成器件的性能下降，使得SiC功率器件无法实现其优越性能，因此，高质量碳化硅快速外延技术是碳化硅产业化的核心之一。

项目组面向国家战略需求，立足于湖北新能源汽车产业集群，成功研发具有自主知识产权的碳化硅高速气相沉积技术，在国际上受到广泛关注，在业内被评价为一种巧妙、便捷、高效的薄膜制备方法，重新定义了化学气相沉积技术。项目组广泛开展产、学、研合作，联合当地上市企业湖北台基半导体股份有限公司，先后承担了2项科技部国家重点研发计划项目，针对半导体芯片制造领域对碳化硅材料的重大应用需求，自主研发了激光化学气相沉积核心技术,通过精确控制大分子反应前驱体的分解进程，将碳化硅生长速率提升2~4个数量级，为目前国际上报道的最快速率。项目组重视基础科学研究，聚焦关键科学问题“碳化硅薄膜生长的热力学和动力学调控”，于2022年在Materials today nano、Applied surface science和Ceramics international等国际重要学术期刊发表科技论文15篇。

    本成果突破三项原创性核心成果：

（1）氯化物协助碳化硅快速外延技术。

（2）化学势调控碳化硅外延膜表面原子台阶方法。

（3）碳化硅快速外延过程中的气体无扰动切换技术。

    其优势在于：

（1）采用氯化物协助化学气相沉积技术，降低碳化硅的形成能，大大提高碳化硅生长速率。

（2）通过第一性原理计算SiC表面原子台阶高度随Si相对化学势的变化规律，以精确调控碳化硅外延膜的粗糙度。

（3）引入源气缓变的梯度层，减少工艺切换过程对碳化硅表面生长环境的影响，使碳化硅表面保持稳定的生长环境 。