富加镓业x上海光机所：在氧化镓晶体生长方面取得重要进展！

氧化镓（β-Ga₂O₃）是“后摩尔时代”超宽禁带半导体的重要代表材料，具有禁带宽度大、击穿场强高、成本相对可控等优势，在新能源汽车、数据中心、电力电子与智能电网等领域展现出广阔应用前景。当前，高品质、大尺寸单晶的可控制备已成为国际学术界与产业界关注的核心问题。

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所激光晶体中心齐红基、贾宁团队联合杭州光学精密机械研究所，在氧化镓晶体生长领域取得新进展。相关成果以“Realization of 4-Inch and Thick β-Ga2O3 Single Crystals Using the Vertical Bridgman Method”为题发表在CrystEngComm。

坩埚下降法（VB法）因具备低成本、可避免“铱金”化问题等优势，被认为是氧化镓单晶制备中最具竞争力的技术路线之一。但在大尺寸生长过程中，热场稳定性、界面形貌控制、缺陷调控及晶体均匀性等仍面临挑战。

针对上述关键问题，团队结合VB法与热场仿真技术，对生长界面形貌及温度梯度分布进行系统优化。在此前工作中，已率先实现8英寸氧化镓单晶制备。本次发表于CrystEngComm的研究，则对直径4英寸、厚度超过30 mm的（100）晶向氧化镓晶体进行了系统表征。测试结果显示，晶圆的高分辨X射线衍射（HRXRD）半高宽（FWHM）为49.6–64.8 arcsec，表明晶体具备较高结晶质量和良好的结构均匀性。

图1 （a）4英寸氧化镓晶圆图片，（b）氧化镓晶圆高分辨XRD摇摆曲线

该成果为高品质、大尺寸氧化镓单晶的规模化制备提供了技术支撑。目前，团队正联合复旦大学、西安电子科技大学及上海功成半导体等单位，围绕器件应用需求推进材料—器件协同优化与验证，加快氧化镓功率器件示范应用进程。

来源：第三代半导体产业

*声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，宽禁带半导体技术创新联盟转载仅为了传达一种不同的观点，不代表本联盟对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系我们。