突破!4英寸鑄造法氧化鎵單晶研制獲得成功

作者 | 發(fā)布日期 2023 年 08 月 18 日 17:27 | 分類 功率

近日,杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司聯(lián)合浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心(簡(jiǎn)稱科創(chuàng)中心)先進(jìn)半導(dǎo)體研究院、硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用鑄造法成功制備了高質(zhì)量4英寸氧化鎵單晶,并完成了4英寸氧化鎵晶圓襯底技術(shù)突破。

鑄造法是科創(chuàng)中心首席科學(xué)家楊德仁院士團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的、適用于氧化鎵單晶生長(zhǎng)的新型熔體法技術(shù),其生長(zhǎng)的氧化鎵晶圓具有兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì),一是由于采用了熔體法新路線,顯著減少了貴金屬銥的使用量,使得氧化鎵生長(zhǎng)過(guò)程不僅更簡(jiǎn)單可控,而且成本也更低,具有更廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景;二是使用該方法生長(zhǎng)出的氧化鎵為柱狀晶,可滿足不同使用場(chǎng)景的需求。

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“每克銥的價(jià)格就高達(dá)上千元,可以說(shuō)是比黃金更珍貴的貴金屬。但主流方法生長(zhǎng)氧化鎵晶體使用的盛放熔體的坩堝及配件,需要大量的貴金屬銥,因此過(guò)去一直難以降低襯底成本?!眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張輝教授說(shuō),“我們采用的方法大幅減少了銥的使用,成本更低,對(duì)產(chǎn)業(yè)化來(lái)說(shuō)具有現(xiàn)實(shí)意義。”

氧化鎵是一種超寬禁帶材料,擁有超寬帶隙(4.2-4.9eV)、超高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)(8MV/cm)、超強(qiáng)透明導(dǎo)電性等優(yōu)異物理性能,它的各項(xiàng)性能指標(biāo)較硅、碳化硅以及氮化鎵有著顯著的優(yōu)勢(shì)。

氧化鎵主要應(yīng)用于通信、雷達(dá)、航空航天、高鐵動(dòng)車、新能源汽車等領(lǐng)域的輻射探測(cè)領(lǐng)域的傳感器芯片,以及在大功率和超大功率芯片。

目前,各國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)都在爭(zhēng)相布局氧化鎵,但均在產(chǎn)業(yè)化前夜。(文:集邦化合物半導(dǎo)體 Doris整理)

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