Новости компаний

В Саранске в МГУ им Н. П. Ограева выращен монокристалл карбида кремния методом высокотемпературной сублимации

Изображение предоставлено компанией «ЭлТех СПб»

В Саранске завершились приемо-сдаточные испытания инженерных систем и технологического оборудования Лаборатории объемного синтеза монокристаллов карбида кремния в МГУ им Н. П. Огарева, расположенной на территории АУ «Технопарк Мордовия». В рамках проведения испытаний был выращен монокристалл карбида кремния 4Н политипа (4H-SiC) диаметром 100 мм (4”) методом высокотемпературной сублимации c использованием индукционного нагрева, а также монокристалл кремния (Si) диаметром около 100 мм и длиной 180 мм (цилиндрическая часть).

Карбид кремния - перспективный материал для создания мощных полупроводниковых приборов. В сравнении с кремнием его отличают:

• высокое электрическое напряжение пробоя  (в 10 раз больше, чем у кремния);
• высокая плотность электрического тока (в 5 раз больше, чем у кремния);
• высокая теплопроводность (в 3 раза больше, чем у кремния);
• высокие допустимые рабочие температуры (до 600 °C);
• устойчивость к воздействию радиации. 

Из всех политипов в микроэлектронике наиболее привлекательным является именно 4H-SiC, имеющий ширину запрещенной зоны 3.23 эВ.

В настоящее время в России отсутствует серийное производство полупроводниковых приборов силовой электроники на основе карбида кремния. Хотя нужно отметить, что основу развития данного направления заложили еще советские ученые. В 70-х годах в Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ) под руководством профессора Юрия Таирова была создана уникальная технология, которая позволила вырастить объемные цилиндрические були карбида кремния однородной структуры. Опытное производство по данной технологии в 1980-х годах наладили на Подольском химико-металлургическом заводе, но в 1987 проект был свернут по решению «сверху». В то же время в США по аналогичной технологии получил развитие стартап Cree - компания, на сегодняшний день являющаяся ведущим мировым производителем карбида кремния.

В рамках реализации проекта Лаборатории объемного синтеза монокристаллов карбида кремния в МГУ им Н. П. Огарева инжиниринговая компания ЭлТех СПб  осуществила весь комплекс проектных и строительно-монтажных работ, поставку технологического и инженерного оборудования, проведение пусконаладочных работ и обучение персонала лаборатории. Также специалисты ЭлТех СПб проработали технологический маршрут объемного роста монокристалла карбида кремния, определили приоритетных технологических партнеров, в кооперации с одним из западных партнеров разработали графитовую ростовую ячейку и установили параметры процесса. Были проведены первые циклы роста, который подтвердил правильность выбранных решений. Впервые в России выращен монокристалл 4H-SiC диаметром 100 мм (4”).

На сегодняшний день лаборатория оснащена двумя установками baSiC-T немецкой фирмы PVA TePla, позволяющими осуществлять объемный рост карбида кремния 4Н политипа методом высокотемпературной сублимации c использованием индукционного нагрева на затравках размером до 6”. Также лаборатория укомплектована установкой CGS-Lab фирмы PVA TePla для объемного роста монокристаллов кремния и германия методом Чохральского с применением резистивного нагревателя. На данной установке был выращен монокристалл кремния диаметром около 100 мм и длиной 180 мм.

Лаборатория объемного синтеза монокристаллов карбида кремния МГУ им Н. П. Огарева является важным звеном в развитии кластера силовой электроники в Мордовии, включающего также Центр Нанотехнологий и Наноматериалов (ЦНН) и ОАО «Электровыпрямитель».

Освоение промышленного производства приборов силовой электроники на основе карбида кремния позволит обеспечить потребности оборонного комплекса и гражданского сектора России в мощных современных высоковольтных электронных устройствах и решить стратегическую задачу  импортозамещения в данном сегменте. 

Информация предоставлена компанией «ЭлТех СПб».