氧化鎵作為一種新興的半導(dǎo)體材料，受益于其優(yōu)良的物理特性，成為了以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體的潛在競爭者。目前，國內(nèi)外企業(yè)正在加速推進(jìn)氧化鎵的產(chǎn)業(yè)化。近期，鎵仁半導(dǎo)體和富加鎵業(yè)分別在氧化鎵材料和功率器件領(lǐng)域有了新突破。
鎵仁半導(dǎo)體采用鑄造法生長6英寸氧化鎵單晶
據(jù)鎵仁半導(dǎo)體官微消息，2024年10月，鎵仁半導(dǎo)體利用自主研發(fā)的第二代鑄造法技術(shù)，成功生長出超厚6英寸氧化鎵單晶，晶錠厚度可達(dá)20mm以上。
source：鎵仁半導(dǎo)體
據(jù)悉，提高氧化鎵單晶晶錠厚度，可有效降低氧化鎵單晶襯底成本。
鎵仁半導(dǎo)體指出，公司采用鑄造法生成的產(chǎn)品，在同等直徑下，單晶晶錠厚度是導(dǎo)模法（EFG）晶錠厚度的2-3倍。單個(gè)晶錠出片量可以達(dá)到原有的3-4倍，單片成本較原來可降低70%以上。與此同時(shí)，提高氧化鎵單晶晶錠厚度，更有利于制備各種晶向以及斜切角度的大尺寸襯底。
據(jù)了解，因可以實(shí)現(xiàn)大的晶體尺寸、低的缺陷密度、大的生長速度以及高的晶體質(zhì)量，導(dǎo)模法（EFG）常被業(yè)界采用制備氧化鎵。日本公司NCT采用導(dǎo)模法結(jié)合氫化物氣相外延（HVPE）技術(shù)已實(shí)現(xiàn)2英寸、4英寸襯底和外延的批量化供應(yīng)。
而鎵仁半導(dǎo)體則采用了鑄造法，并于2023年8月制備出了4英寸氧化鎵單晶。集邦化合物半導(dǎo)體了解到，該鑄造法有兩個(gè)優(yōu)勢：一是采用了熔體法新路線，生長過程可控性增加，減少了貴金屬使用，降低了成本；二是生成的氧化鎵為柱狀晶，應(yīng)用場景增多。
此外，制造氧化鎵單晶的方法還有垂直布里奇曼法（VB）。2023年底，NCT通過垂直布里奇曼法成功制備出6英寸β型氧化鎵單晶；今年10月，鎵仁半導(dǎo)體采用垂直布里奇曼法成功生長出2英寸氧化鎵單晶。
富加鎵業(yè)氧化鎵外延片完成MOSFET橫向功率器件驗(yàn)證
昨（29）日，富加鎵業(yè)宣布，公司研制了MBE外延片，并與國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目器件團(tuán)隊(duì)合作，制備出了擊穿電壓大于2000V，電流密度為60 mA/mm的MOSFET橫向功率器件。
富加鎵業(yè)表示，應(yīng)用公司分子束外延技術(shù)（MBE）制備的氧化鎵外延片產(chǎn)品，采用非故意摻雜層與Sn摻雜層復(fù)合的雙層外延結(jié)構(gòu)，襯底材料為半絕緣型（010）Fe摻雜氧化鎵，主要應(yīng)用于橫向功率器件。常規(guī)產(chǎn)品摻雜層載流子濃度為1-4E17cm-3，遷移率＞80cm2/V·s，表面粗糙度＜2 nm。
國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目合作器件團(tuán)隊(duì)對該進(jìn)行了初步流片驗(yàn)證，后續(xù)富加鎵業(yè)將根據(jù)器件反饋結(jié)果，對外研產(chǎn)品進(jìn)行新一輪迭代。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）
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