第四代半導(dǎo)體迎來(lái)新進(jìn)展

近些年來(lái)，反復(fù)被“劃入重點(diǎn)”的科技創(chuàng)新，已成為國(guó)際科技戰(zhàn)略博弈的主戰(zhàn)場(chǎng)。其中，半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)突破，則是國(guó)際科技戰(zhàn)略必爭(zhēng)高地。在此大背景下，被視為第四代半導(dǎo)體最佳材料之一的氧化鎵，走入人們的視野，有望逐步成為半導(dǎo)體賽道新風(fēng)口。

         重大突破背后：我國(guó)氧化鎵行業(yè)進(jìn)展不斷

         日前，國(guó)內(nèi)西安郵電大學(xué)新型半導(dǎo)體器件與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的陳海峰教授團(tuán)隊(duì)成功在8英寸硅片上制備出了高質(zhì)量的氧化鎵外延片，這一成果標(biāo)志著該校在超寬禁帶半導(dǎo)體研究上取得重要進(jìn)展。其實(shí)，我國(guó)對(duì)氧化鎵行業(yè)的研發(fā)從未停歇。

         2月28日有消息稱，中國(guó)電科46所成功制備出我國(guó)首顆6英寸氧化鎵單晶，達(dá)到國(guó)際最高水平。中國(guó)電科46所氧化鎵團(tuán)隊(duì)聚焦多晶面、大尺寸、高摻雜、低缺陷等方向，從大尺寸氧化鎵  熱場(chǎng)設(shè)計(jì)出發(fā)，成功構(gòu)建適用于6英寸氧化鎵單晶生長(zhǎng)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，突破了6英寸氧化鎵單晶生長(zhǎng)技術(shù)，具有良好的結(jié)晶性能，可用于6英寸氧化鎵單晶襯底片的研制。

         2月27日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校微電子學(xué)院龍世兵教授課題組聯(lián)合中科院蘇州納米所加工平臺(tái)，分別采用氧氣氛圍退火和氮離子注入技術(shù)，首次研制出了氧化鎵垂直槽柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。相關(guān)研究成果日前分別在線發(fā)表于《應(yīng)用物理通信》《IEEE電子設(shè)備通信》上。

         正是因?yàn)橹匾暢潭鹊奶岣摺⒀邪l(fā)力度的加大，近年來(lái)，我國(guó)在氧化鎵的制備上連續(xù)取得突破性進(jìn)展，從去年的2英寸到6英寸，再到最新的8英寸，氧化鎵制備技術(shù)正愈發(fā)走向成熟。

         備受矚目的氧化鎵是什么？

         氧化鎵是一種無(wú)機(jī)化合物，別名三氧化二鎵(Ga2O3)，是一種寬禁帶半導(dǎo)體。在以碳化硅和氮化鎵為主的第三代半導(dǎo)體之后，氧化鎵被視為是下一代半導(dǎo)體的最佳材料之一。

         第一代半導(dǎo)體指硅(Si)、鍺(Ge)等元素半導(dǎo)體材料；

         第二代半導(dǎo)體指砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等具有較高遷移率的半導(dǎo)體材料；

          第三代半導(dǎo)體指碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料；

          第四代半導(dǎo)體指氧化鎵(Ga2O3)、金剛石(C)、氮化鋁(AlN)等超寬禁帶半導(dǎo)體材料，以及銻化鎵(GaSb)、銻化銦(InSb)等超窄禁帶半導(dǎo)體材料。

    與第三代半導(dǎo)體碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)相比，氧化鎵的禁帶寬度達(dá)到了4.9eV，高于碳化硅的3.2eV和氮化鎵的3.39eV，更寬的禁帶寬度意味著電子需要更多的能量從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，因此氧化鎵具有耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻照等特性。并且，在同等規(guī)格下，寬禁帶材料可以制造die size更小、功率密度更高的器件，節(jié)省配套散熱和晶圓面積，進(jìn)一步降低成本。

中國(guó)科學(xué)院院士郝躍更是在接受采訪時(shí)明確指出，氧化鎵材料是最有可能在未來(lái)大放異彩的材料之一，在未來(lái)的10年左右，氧化鎵器件有可能成為有競(jìng)爭(zhēng)力的電力電子器件，會(huì)直接與碳化硅器件競(jìng)爭(zhēng)。

         氧化鎵望成半導(dǎo)體賽道新風(fēng)口

          近年來(lái)，以碳化硅、氮化鎵為主的第三代半導(dǎo)體材料需求爆發(fā)，成為資本市場(chǎng)追逐的對(duì)象。如今，以氧化鎵為代表的第四代半導(dǎo)體材料的閃亮登場(chǎng)，有望成為半導(dǎo)體賽道的新風(fēng)口，相關(guān)A股公司也已搶先布局。（摘自財(cái)聯(lián)社）