根據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》，日本新創(chuàng)公司 Novel Crystal Technology, Inc.近期 宣布，該公司領先全球、成功完成了新一代半導體材料「氧化鎵」(Ga2O3) 的 4 英寸 (100mm) 晶圓量產。

 

氧化鎵的別名是三氧化二鎵，氧化鎵（Ga2O3）是一種寬禁帶半導體，也是一種透明的氧化物半導體材料，氧化鎵的發(fā)展?jié)摿V受電子業(yè)界看好、被視為是新一代的半導體材料。在光電子器件方面有廣闊的應用前景 ，被用作于Ga基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片。而氧化鎵作為新一代的半導體材料、業(yè)界也期待能在電動車領域獲得廣泛應用。

氧化鎵作為新一代電力控制用功率半導體 (Power Semiconductors)，除了比起以往的電子元件更有效率，在晶圓價格方面也比 SiC 等要更為低廉。

據(jù)富士經(jīng)濟市場預測，2030年氧化鎵功率元件的市場規(guī)模將會達到1542億日元（約人民幣92.76億元），這個市場規(guī)模要比氮化鎵功率元件的規(guī)模（1085億日元，約人民幣65.1億元）還要大。

 

依照 Novel Crystal 目前的規(guī)劃，他們估計氧化鎵的晶圓在 2021 年內就能開始供應。由于客戶們可利用現(xiàn)有的 4 寸晶圓設備來進行新一代產品的生產，過去投資的老舊設備也可以進行有效利用。

在中國關于氧化鎵的研究也是成果喜人。據(jù)了解，2019年2月中國電科46所就曾公開，經(jīng)過多年氧化鎵晶體生長技術探索，通過改進熱場結構、優(yōu)化生長氣氛和晶體生長工藝，有效解決了晶體生長過程中原料分解、多晶形成、晶體開裂等問題，采用導模法成功制備出高質量的4英寸氧化鎵單晶。中國電科46所制備的氧化鎵單晶的寬度接近100mm，總長度達到250mm，可加工出4英寸晶圓、3英寸晶圓和2英寸晶圓。經(jīng)測試，晶體具有很好的結晶質量，將為國內相關器件的研制提供有力支撐。

2019年12月份，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所研究員歐欣課題組和西安電子科技大學郝躍課題組教授韓根全合作，在氧化鎵功率器件領域取得新進展。歐欣課題組和韓根全課題組利用“萬能離子刀”智能剝離與轉移技術，首次將晶圓級β-Ga2O3單晶薄膜（< 400 nm）與高導熱的Si和4H-SiC襯底晶圓級集成，并制備出高性能器件。高質量的氧化鎵薄膜的厚度不均勻性為±1.8%，通過化學機械拋光優(yōu)化后薄膜的表面粗糙度達到0.4nm以下。器件電學測試表明在300K到500K的升溫過程中開態(tài)電流和關態(tài)電流沒有明顯退化，對比基于同質氧化鎵襯底的器件，熱穩(wěn)定性有顯著的提升，SiC基氧化鎵MOSFET器件即使在溫度500K時，擊穿電壓依然可以超過600V。