9月21日，由徐现刚教授领衔的山东大学晶体材料所和南砂晶圆团队采用物理气相传输法（PVT）扩径获得了8英寸4H-SiC籽晶，用于8英寸导电型4H-SiC晶体生长，并加工出厚度520μm的8英寸4H-SiC衬底。
图1 8英寸导电型4H-SiC晶锭与8英寸导电型4H-SiC衬底
山东大学晶体材料国家重点实验室从2002年开始启动碳化硅单晶的生长和衬底加工工作，攻克了多项关键技术。从2018年开始对8英寸籽晶和导电型 4HSiC单晶生长和衬底加工进行了研究，经过多年的理论和技术攻关，实现了高质量8英寸导电型4H-SiC单晶和衬底的制备。
8英寸籽晶制备
要进行8英寸的碳化硅单晶生长，首先必须要得到高结晶质量的8英寸的碳化硅籽晶。为兼顾晶体质量及扩径尺寸，设计了合适的温场、流场及扩径装配，以6英寸的碳化硅籽晶为起点，每次设定一定的扩径尺寸进行单晶生长与加工。得到直径变大的新籽晶，以此类推进行籽晶迭代。通过多次迭代，逐步扩大SiC晶体的尺寸直到达到8英寸。籽晶直径到达8英寸之后，通过多次晶体生长和加工逐步优化晶体扩径区域的结晶质量，提升8英寸籽晶的品质，直到满足衬底使用要求。
图2 扩径过程中部分尺寸籽晶的照片
8英寸导电型晶体和衬底制备
高质量的8英寸籽晶获得后，在晶体生长过程中通入一定比例的氮气，进行8英寸导电型SiC晶体生长，优化大尺寸晶体生长的温场和流场设计，控制掺杂均匀性。晶体经过滚圆、磨平面整形后，获得标准直径的8英寸导电型4H-SiC晶锭。经过切割、研磨、抛光后，加工获得520μm厚度的8英寸导电型4H-SiC衬底。8英寸4H-SiC衬底呈均一的棕黄色，结合拉曼测试，表明衬底中无6H和15R-SiC等多型夹杂，4H晶型面积比例达到了100%。
8英寸导电型衬底性能表征
采用全自动显微镜对8英寸导电型4H-SiC衬底进行面扫描，测试了微管密度及分布，测试结果显示微管主要分布在6英寸以外的扩径区域，微管密度小于0.3cm-2，达到衬底使用要求。
采用非接触式涡流法电阻率测试仪对8英寸导电型4H-SiC衬底的电阻率进行面扫描，电阻率范围为20-23mΩ·cm，平均值22mΩ·cm，电阻率不均匀性小于4%。
利用高分辨X射线衍射仪对衬底的结晶质量进行了表征，沿<11-20>直径方向测试5点。衬底(004)衍射面的5点摇摆曲线均为近对称的单峰，无多峰出现，说明衬底中没有小角度晶界缺陷，5点摇摆曲线半峰宽平均值32.7弧秒，表明衬底具有良好的结晶质量。
图3 8英寸导电型衬底性能表征
国内研发进展
截止目前，国内已有5家企业成功研发了8英寸SiC单晶，全球已有13家企业。
3月份，烁科晶体成功研制出8英寸碳化硅晶体，实现了8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。
4月25日，中国科学院物理研究所官网发布消息称，他们成功研制出了单一4H晶型的8英寸SiC晶体。
8月12日，晶盛机电首颗8英寸N型SiC晶体出炉。晶盛机电的8英寸SiC晶体的晶坯厚度为25mm，直径214mm。
9月19日，天岳先进在ICSCRM 2022上宣布，他们成功研发了8英寸碳化硅衬底，具有良好的结晶质量。
