氧化鎵，到底有多牛？

2021-12-18 15:18:04

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氧化鎵，到底有多牛？

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體器件的基石。半導(dǎo)體器件的應(yīng)用幾乎遍布所有的電子制造業(yè)，從傳統(tǒng)的通信、消費電子、工業(yè)控制到新興的新能源、高速鐵路、航空航天等領(lǐng)域。硅材料是當(dāng)前半導(dǎo)體器件為常用的材料，但是其性能已經(jīng)逐漸達(dá)到理論極限，寬禁帶半導(dǎo)體（碳化硅，氮化鎵以及氧化鎵）具備制作更高性能器件的潛力。

“十四五”規(guī)劃綱要在提及集成電路產(chǎn)業(yè)時，更是明確指出要加強(qiáng)“碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展”。

氧化鎵

寬禁帶半導(dǎo)體具備高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)越性能，是支撐新一代移動通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的重點核心材料和電子元器件。

作為一種超寬禁帶半導(dǎo)體材料，氧化鎵（β-Ga2O3）禁帶寬度達(dá)到4.9 eV，大于碳化硅（3.3 eV）和氮化鎵（3.4 eV），擊穿場強(qiáng)達(dá)到8 MV/cm，使用氧化鎵制作的半導(dǎo)體器件可以更薄、更輕、更耐高壓。目前，基于氧化鎵的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)高擊穿電壓可達(dá)到8000V。

隨著近年來晶體生長技術(shù)的突破性進(jìn)展，氧化鎵逐漸成為國際上半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究熱點。由于氧化鎵單晶的易解理特性，其晶體加工難度大，目前常規(guī)的硅單晶加工方法不完全適用于氧化鎵。因此，氧化鎵單晶襯底的加工需要進(jìn)一步優(yōu)化切磨拋工藝。高性能半導(dǎo)體器件的制作離不開高質(zhì)量的襯底材料，科創(chuàng)中心先進(jìn)半導(dǎo)體研究院的氧化鎵單晶襯底將為氧化鎵相關(guān)器件的研究提供有力的支持。