近期，北京銘鎵半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱：銘鎵半導(dǎo)體）使用導(dǎo)模法成功制備了高質(zhì)量4英寸（001）主面氧化鎵（β-Ga2O3）單晶，完成了4英寸氧化鎵晶圓襯底技術(shù)突破，并且進(jìn)行了多次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)掌握第四代半導(dǎo)體氧化鎵材料4英寸（001）相單晶襯底生長(zhǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化公司。
銘鎵半導(dǎo)體獲突破
據(jù)晶片測(cè)試分析，其結(jié)晶質(zhì)量和加工技術(shù)也保持在產(chǎn)品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。勞厄測(cè)試衍射斑點(diǎn)清晰、對(duì)稱，說(shuō)明晶體單晶性良好，無(wú)孿晶，XRD顯示晶面（001）面半峰全寬低至72arcsec，加工后晶片表面粗糙度AFM(Rq)低至0.5nm。
單晶晶片RMS：0.490nm（Source：銘鎵半導(dǎo)體）
晶片的搖擺曲線半高寬：72arcsec（Source：銘鎵半導(dǎo)體）
穩(wěn)態(tài)氧化鎵晶體為單斜結(jié)構(gòu)，存在（100）和（001）兩個(gè)解理面，就生長(zhǎng)工藝而言，主面為（100）晶相氧化鎵晶體更易于生長(zhǎng)，主面為（001）晶體的生長(zhǎng)工藝卻要求極高的工藝過(guò)程控制，就加工工藝而言，相同加工條件下（001）面表面質(zhì)量和成品率更優(yōu)，（100）面極易解理破碎，難以實(shí)現(xiàn)高效高表面質(zhì)量加工。
從應(yīng)用端來(lái)看，主面（001）晶相氧化鎵更適于功率半導(dǎo)體器件的使用，因此控制生長(zhǎng)主面（001）晶相氧化鎵晶體難度大，但卻極具產(chǎn)業(yè)化價(jià)值，抑或說(shuō)不具備大尺寸主面（001）晶相氧化鎵晶體的生長(zhǎng)工藝，氧化鎵市場(chǎng)應(yīng)用端推動(dòng)過(guò)程將極為困難。
同時(shí)，公司光學(xué)晶體已完成中試，開(kāi)始轉(zhuǎn)型規(guī)?；慨a(chǎn)，其生產(chǎn)的摻雜人工光學(xué)晶體已獲得國(guó)內(nèi)國(guó)外客戶的廣泛認(rèn)可，另外磷化銦多晶材料產(chǎn)線也已上線運(yùn)營(yíng)，完成重點(diǎn)客戶認(rèn)證工作，并獲得客戶的長(zhǎng)期穩(wěn)定性訂單。
銘鎵半導(dǎo)體成立于2020年，專注于新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料氧化鎵單晶、外延襯底和高頻大功率器件的制造，是國(guó)內(nèi)較早將半導(dǎo)體氧化鎵材料產(chǎn)業(yè)化落地的企業(yè)之一，為國(guó)內(nèi)外從事氧化鎵后端器件開(kāi)發(fā)的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供上游材料保障。
氧化鎵是“何方神圣”？
氧化鎵，是繼Si、SiC及GaN后的第四代寬禁帶半導(dǎo)體材料，以β-Ga2O3單晶為基礎(chǔ)材料的功率器件具有更高的擊穿電壓與更低的導(dǎo)通電阻，從而擁有更低的導(dǎo)通損耗和更高的功率轉(zhuǎn)換效率，在功率電子器件方面具有極大的應(yīng)用潛力。
氧化鎵未來(lái)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。
雖然目前還處于研發(fā)階段，但各國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)都在爭(zhēng)相布局氧化鎵。
國(guó)內(nèi)外企業(yè)爭(zhēng)相布局
國(guó)際方面，日本較為領(lǐng)先。早在2008年，京都大學(xué)的藤田教授就發(fā)布了氧化鎵深紫外線檢測(cè)和Schottky Barrier Junction、藍(lán)寶石（Sapphire）晶圓上的外延生長(zhǎng)（Epitaxial Growth）等研發(fā)成果。
2012年，日本率先實(shí)現(xiàn)2英寸氧化鎵材料的突破，NCT氧化鎵材料尺寸可達(dá)到6英寸；2015年，推出了高質(zhì)量氧化鎵單晶襯底，2016年又推出了同質(zhì)外延片，此后基于氧化鎵材料的器件研究成果開(kāi)始爆發(fā)式出現(xiàn)，各國(guó)開(kāi)始爭(zhēng)相布局。
國(guó)內(nèi)方面，2017年，科技部高新司從出臺(tái)的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，把“氧化鎵”列入到其中；2018年，北京市科委對(duì)前沿新材料率先開(kāi)展了研究工作，并且把“氧化鎵”列為重點(diǎn)項(xiàng)目。
據(jù)了解，目前我國(guó)從事氧化鎵材料和器件研究單位，主要是中電科46所、西安電子科技大學(xué)、山東大學(xué)、上海光機(jī)所、上海微系統(tǒng)所、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)等高校及科研院所；企業(yè)方面有銘鎵半導(dǎo)體、深圳進(jìn)化半導(dǎo)體、北京鎵族科技、杭州富加鎵業(yè)等。（文：集邦化合物半導(dǎo)體 Cecilia整理）
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