近期，北京銘鎵半導體有限公司（以下簡稱：銘鎵半導體）使用導模法成功制備了高質量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突破，并且進行了多次重復性實驗，成為國內首個掌握第四代半導體氧化鎵材料4英寸（001）相單晶襯底生長技術的產業(yè)化公司。

1
4英寸氧化鎵晶圓襯底技術突破

據晶片測試分析，其結晶質量和加工技術也保持在產品級標準。勞厄測試衍射斑點清晰、對稱，說明晶體單晶性良好，無孿晶，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：銘鎵半導體）

晶片的搖擺曲線半高寬：72arcsec（Source：銘鎵半導體）

穩(wěn)態(tài)氧化鎵晶體為單斜結構，存在（100）和（001）兩個解理面，就生長工藝而言，主面為（100）晶相氧化鎵晶體更易于生長，主面為（001）晶體的生長工藝卻要求極高的工藝過程控制，就加工工藝而言，相同加工條件下（001）面表面質量和成品率更優(yōu)，（100）面極易解理破碎，難以實現高效高表面質量加工。

從應用端來看，主面（001）晶相氧化鎵更適于功率半導體器件的使用，因此控制生長主面（001）晶相氧化鎵晶體難度大，但卻極具產業(yè)化價值，抑或說不具備大尺寸主面（001）晶相氧化鎵晶體的生長工藝，氧化鎵市場應用端推動過程將極為困難。

2
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體材料，以β-Ga2O3單晶為基礎材料的功率器件具有更高的擊穿電壓與更低的導通電阻，從而擁有更低的導通損耗和更高的功率轉換效率，在功率電子器件方面具有極大的應用潛力。

氧化鎵未來主要應用于通信、雷達、航空航天、高鐵動車、新能源汽車等領域的輻射探測領域的傳感器芯片，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，但各國半導體企業(yè)都在爭相布局氧化鎵。

3
國內外企業(yè)爭相布局

國際方面，日本較為領先。早在2008年，京都大學的藤田教授就發(fā)布了氧化鎵深紫外線檢測和Schottky Barrier Junction、藍寶石（Sapphire）晶圓上的外延生長（Epitaxial Growth）等研發(fā)成果。

2012年，日本率先實現2英寸氧化鎵材料的突破，NCT氧化鎵材料尺寸可達到6英寸；2015年，推出了高質量氧化鎵單晶襯底，2016年又推出了同質外延片，此后基于氧化鎵材料的器件研究成果開始爆發(fā)式出現，各國開始爭相布局。

國內方面，2017年，科技部高新司從出臺的重點研發(fā)計劃，把“氧化鎵”列入到其中；2018年，北京市科委對前沿新材料率先開展了研究工作，并且把“氧化鎵”列為重點項目。

據了解，目前我國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、山東大學、上海光機所、上海微系統(tǒng)所、復旦大學、南京大學等高校及科研院所；企業(yè)方面有銘鎵半導體、深圳進化半導體、北京鎵族科技、杭州富加鎵業(yè)等。

MTS2023

2023年1月5日（周四），集邦咨詢將舉辦2023存儲產業(yè)趨勢峰會 (Memory Trend Summit 2023)。

屆時，集邦資深分析師團隊、產業(yè)重磅嘉賓將與您線上相約，全方位探討2023年存儲產業(yè)市場趨勢、技術演變動態(tài)與應用，為業(yè)界朋友提供前瞻戰(zhàn)略規(guī)劃思考。

封面圖片來源：拍信網