LPE(Liquid Phase Epitaxy,液相外延)是 SiC 外延的一种低温、近平衡生长技术,核心特点是生长温度低、缺陷少、成本潜力大,但目前尚未大规模商用,与主流的MOCVD/HT-CVD形成互补路线。
原理:在石墨坩埚中放入硅熔体(Si),高温下石墨溶解提供碳源(C);将4H-SiC 籽晶浸入 / 接触熔体表面,在1400–1800℃、近平衡条件下,SiC 在籽晶表面固相外延生长。
关键:碳在硅中溶解度低,常加Ni、Ti、Cr等金属助溶剂提升溶解度,但会带来金属污染风险
| 对比项 | LPE(液相外延) | HT‑MOCVD(高温 CVD) |
|---|---|---|
| 温度 | 1400–1800℃ | 1500–1650℃ |
| 生长速率 | 1–5 μm/h | 0.5–2 μm/h |
| 缺陷密度 | 极低(BPD≈0) | 低(BPD 10²–10³ cm⁻²) |
| 掺杂均匀性 | 一般 | 优秀(±1%) |
| 表面粗糙度 | 较高 | 低(原子级平整) |
| 设备成本 | 低 | 高(真空、气路、SiC 涂层) |
| 量产能力 | 实验室 / 小批量 | 6 寸成熟、8 寸导入 |
| 典型应用 | 高可靠功率、车规、航空 | 商用 SiC MOSFET/IGBT |
日本住友(Sumitomo):LPE 技术领头羊,MPZ(多参数区域控制)技术,无 BPD、DFA 99%,已6 寸量产,8 寸研发中。
江苏集芯:2025 年国内首枚8 英寸 LPE‑SiC 单晶出炉,填补国内空白。
日韩(古河、LG):实验室阶段,未商用。