“深圳平湖實驗室”官微消息，2025九峰山論壇(JFSC)暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)博覽會(CSE)期間，國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心深圳綜合平臺對外全面展示科研平臺、設(shè)計仿真平臺、中試平臺、分析檢測中心能力，同時帶來了8吋 SiC激光剝離襯底及復(fù)合襯底、1200V SiC外延及厚膜外延、650V GaN HEMT器件、1200V 80mΩ SiC MOSFET器件及1200V 20A SiC SBD器件等一系列自研產(chǎn)品。
source：深圳平湖實驗室
通過展示和交流，國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心深圳綜合平臺能夠更好的發(fā)揮自身在科研、中試、分析檢測、設(shè)計仿真等領(lǐng)域的綜合優(yōu)勢，協(xié)同產(chǎn)業(yè)合作伙伴開展深度合作，打造第三代及第四代功率半導(dǎo)體的技術(shù)創(chuàng)新高地。
資料顯示，根據(jù)科技部統(tǒng)一部署，深圳市從2021年開始承接國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心深圳綜合平臺建設(shè)任務(wù)，2022年設(shè)立深圳平湖實驗室作為建設(shè)和運營主體， “一體統(tǒng)籌規(guī)劃、多地分布布局、協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)動”為建設(shè)原則，聚焦第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域器件物理研究、材料研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品中試，第四代半導(dǎo)體材料器件前沿研究，致力于打造世界領(lǐng)先的第三代及第四代功率半導(dǎo)體創(chuàng)新、中試及共享的平臺。
2024年11月，國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心深圳綜合平臺正式建成發(fā)布。
目前，該綜合平臺已在碳化硅、氧化鎵等多個領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。
SiC襯底激光剝離技術(shù)領(lǐng)域
SiC由于莫氏硬度高達(dá)9.5，是很難加工的材料。1顆SiC晶錠，厚度為20 mm，單片損失按照300μm，理論產(chǎn)出晶片30片，單片材料損耗率達(dá)到46%。為降低材料損耗，深圳平湖實驗室新技術(shù)研究部開發(fā)激光剝離工藝來替代傳統(tǒng)的多線切割工藝。其工藝過程示意圖如下所示：
source：深圳平湖實驗室
激光剝離工藝與多線切割工對照：
source：深圳平湖實驗室
深圳平湖實驗室表示，激光剝離技術(shù)在提高生產(chǎn)效率、降低成本方面具有顯著效果，該工藝的推廣，對于快速促進(jìn)8 inch SiC襯底產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有著重要意義。
氧化鎵理論研究方面
深圳平湖實驗室第四代材料與器件課題組針對氧化鎵價帶能級低和p-型摻雜困難等問題，采用銠固溶方式理論開發(fā)了新型β相銠鎵氧三元寬禁帶半導(dǎo)體。該成果已在《Advanced Electronic Materials》期刊上發(fā)表并受邀提供期刊封面設(shè)計。該文章也被收錄到《Progress and Frontiers in Ultrawide bandgap Semiconductors》專題。
半導(dǎo)體材料的功率特性（巴利加優(yōu)值）與其帶隙的立方成正比。氧化鎵具有超寬的帶隙（4.9電子伏）和成熟的制備方法，是功率器件的理想材料。
然而，已有氧化鎵器件的功率特性仍顯著低于材料的理論極限，原因在于氧化鎵價帶頂能級低，能帶色散關(guān)系平坦。雜質(zhì)摻雜受主能級多在1電子伏以上，難以實現(xiàn)有效的p-型導(dǎo)電。目前氧化鎵器件多基于肖特基勢壘或與其他氧化物(如氧化鎳)形成p-n異質(zhì)結(jié)。較低的肖特基勢壘及p-n異質(zhì)結(jié)的高界面態(tài)限制了氧化鎵器件的功率特性。如何實現(xiàn)氧化鎵的p-型摻雜成為當(dāng)下研究的一個關(guān)鍵問題。
source：深圳平湖實驗室（β相氧化鎵晶體結(jié)構(gòu)及能帶結(jié)構(gòu)圖）
本工作基于第一性原理考察了銠固溶氧化鎵結(jié)構(gòu)。由于銠的原子半徑與鎵接近，銠固溶氧化鎵具有較低的混合焓，固溶構(gòu)型具有高穩(wěn)定性。這種現(xiàn)象在實驗上也得到了證實，采用Pt-Rh坩堝生長氧化鎵晶體時，銠易進(jìn)入氧化鎵晶格?；谀軒ЫY(jié)構(gòu)分析，銠固溶氧化鎵仍是寬禁帶半導(dǎo)體，其價帶頂由銠和鄰近的氧原子軌道雜化形成，對應(yīng)能級較氧化鎵價帶頂顯著上升。
此外，價帶頂附近能帶色散曲率增加，這與沿[010]晶向離域的電子態(tài)密度密切相關(guān)，故該工作作者建議在氧化鎵[010]晶向襯底外延生長銠固溶氧化鎵外延層。具體地，銠固溶摩爾比濃度在0-50%范圍內(nèi)，固溶體的半導(dǎo)體帶隙在3.77和4.10電子伏之間，其價帶頂能級相較于氧化鎵上升了至少1.35電子伏。銠摩爾比為25%時，其空穴有效質(zhì)量僅為氧化鎵的52.3%，這有助于實現(xiàn)p型摻雜，擴(kuò)展材料應(yīng)用范圍和改進(jìn)器件的性能。
source：深圳平湖實驗室（圖中(a)和(b)分別為銠固溶摩爾比為25%時的晶體結(jié)構(gòu)及能帶結(jié)構(gòu)圖，(c) 銠固溶氧化鎵β-(RhxGa1-x)2O3在不同摩爾濃度x下的能帶對齊圖）
（集邦化合物半導(dǎo)體 Flora 整理）