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浙大开发新技术,成功制备2英寸氧化镓晶圆

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    来源:中国电子报、电子信息产业网    作者:许子皓  2022-05-11 17:05
导读

近日,浙江大学杭州国际科创中心发布公告称,在中国科学院院士、浙江大学材料科学与工程学院教授杨德仁的带领下,用半年时间开发出全新的熔体法技术路线来研制氧化镓体块单晶和晶圆。目前,使用该技术已经成功制备出直径2英寸(50.8mm)的氧化镓晶圆。相较于已经在多个领域大放异彩的碳化硅和氮化镓,使用氧化镓制作的半导

来源:中国电子报、电子信息产业网  许子皓

近日,浙江大学杭州国际科创中心发布公告称,在中国科学院院士、浙江大学材料科学与工程学院教授杨德仁的带领下,用半年时间开发出全新的熔体法技术路线来研制氧化体块单晶和晶圆。目前,使用该技术已经成功制备出直径2英寸(50.8mm)的氧化镓晶圆。

相较于已经在多个领域大放异彩的碳化硅和氮化镓,使用氧化镓制作的半导体器件可以实现更耐高压、更小体积、更低损耗,在新能源汽车、轨道交通、可再生能源发电等领域均具有广阔的应用前景。

氧化镓是全球半导体产业的竞争焦点,各国的半导体企业纷纷布局,但目前主流技术路线生长的氧化镓晶体,成本比较高,一定程度上影响了氧化镓材料在国内的大规模产业。

为了打破传统技术瓶颈,杨德仁院士团队发明了全新的熔体法技术路线来研制氧化镓体块单晶以及晶圆。团队成员张辉教授指出,使用新技术路线生长的氧化镓晶圆有两个显著优势:一是使用这种方法生长出的氧化镓晶圆的晶面具有特异性,使得制作的功率器件具有较好的性能;二是由于采用了熔体法新路线,减少了贵金属铱的使用,使得氧化镓生长过程不仅更简单可控,成本也更低,具有更大的产业化前景。

张辉表示:“铱的价格每克高达上千元,是比黄金更珍贵的贵金属。但主流方法生长氧化镓晶体使用的盛放熔体的坩埚,是由贵金属铱制成的,因此过去一直难以降低晶体成本。我们采用的新办法减少了铱的使用,成本更低,对之后的产业化具有现实意义。”

据悉,经过检测,科创中心采用新技术路线研制出的氧化镓晶圆的导电类型为半绝缘型,直径尺寸达到50.8±0.5mm,表面粗糙度小于0.5nm,光学透过率良好,高分辨X射线摇摆曲线测试半高宽小于100弧秒,衍射峰均匀对称,单晶质量较好,关键技术指标已达领域内的先进水平。

据记者了解,此项技术与日本东北大学教授吉川彰的研发团队与初创企业C&A共同开发的技术有异曲同工之妙,同样是以减低传统技术中必备的昂贵金属铱的使用量,来降低研发成本。

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