中国电科46所成功制备出HVPE氧化镓同质外延片
发布时间：2021-12-13 来源：中国电科 阅读次数：2450 分享到：
12月消息，46所成功制备出HVPE氧化镓同质外延片，填补国内空白。
46所HVPE研发团队根据多年的HVPE技术基础，设计并搭建实验平台、调整流场结构和探究复杂的生长规律，经过不懈努力，突破了HVPE同质外延氧化镓过程中气相成核和外延层质量控制等难题，成功制备出氧化镓同质外延片样品，关键技术指标与国外先进水平相近。
氧化镓作为新型超宽禁带半导体材料，具有优良的物理化学特性，在高功率器件领域有着重要应用。虽然我国国内氧化镓体单晶制备技术已经取得了显著进步，但由于国内氧化镓外延厚膜技术仍存在空白，限制了氧化镓器件的发展。
46所作为目前国内首家掌握HVPE 氧化镓同质外延技术的科研单位，HVPE 氧化镓同质外延技术达到了国内领先水平，为相关器件研究提供了有力的技术支撑。
Ga2O3作为新型超宽禁带半导体材料，具有优良的物理化学特性，在高功率器件领域有着重要应用。虽然国内Ga2O3体单晶制备技术已经取得了显著进步，但由于国内Ga2O3外延厚膜技术仍存在空白，限制了Ga2O3器件的发展。HVPE作为生长厚膜的最佳方法，目前国际上只有日本Novel Crystal Technology公司利用此技术研发并量产Ga2O3同质外延片，国内尚处于起步阶段，罕有HVPE同质外延Ga2O3的相关报导。
中国电科46所HVPE研发团队根据多年的HVPE技术基础，设计并搭建实验平台、调整流场结构和探究复杂的生长规律，经过不懈努力，突破了HVPE同质外延Ga2O3过程中气相成核和外延层质量控制等难题，成功制备出（001）Ga2O3同质外延片样品，外延层厚度＞10μm，XRD半高宽＜50arcsec，表面粗糙度＜0.5nm，载流子浓度达到1016cm-3数量级，其关键技术指标与国外先进水平相近，样品已送至国内相关器件研制机构验证。接下来我们将继续深入Ga2O3同质外延技术研究，优化外延制备工艺，实现高结晶质量和电学特性可控的HVPE Ga2O3同质外延片的稳定制备。
中国电科46所作为目前国内首家掌握HVPE Ga2O3同质外延技术的科研单位，HVPE Ga2O3同质外延技术达到了国内领先水平，填补国内相关领域的空白，为相关器件研究提供了有力的技术支撑。
46所HVPE研发团队根据多年的HVPE技术基础，设计并搭建实验平台、调整流场结构和探究复杂的生长规律，经过不懈努力，突破了HVPE同质外延氧化镓过程中气相成核和外延层质量控制等难题，成功制备出氧化镓同质外延片样品，关键技术指标与国外先进水平相近。
氧化镓作为新型超宽禁带半导体材料，具有优良的物理化学特性，在高功率器件领域有着重要应用。虽然我国国内氧化镓体单晶制备技术已经取得了显著进步，但由于国内氧化镓外延厚膜技术仍存在空白，限制了氧化镓器件的发展。
46所作为目前国内首家掌握HVPE 氧化镓同质外延技术的科研单位，HVPE 氧化镓同质外延技术达到了国内领先水平，为相关器件研究提供了有力的技术支撑。
Ga2O3作为新型超宽禁带半导体材料，具有优良的物理化学特性，在高功率器件领域有着重要应用。虽然国内Ga2O3体单晶制备技术已经取得了显著进步，但由于国内Ga2O3外延厚膜技术仍存在空白，限制了Ga2O3器件的发展。HVPE作为生长厚膜的最佳方法，目前国际上只有日本Novel Crystal Technology公司利用此技术研发并量产Ga2O3同质外延片，国内尚处于起步阶段，罕有HVPE同质外延Ga2O3的相关报导。
中国电科46所HVPE研发团队根据多年的HVPE技术基础，设计并搭建实验平台、调整流场结构和探究复杂的生长规律，经过不懈努力，突破了HVPE同质外延Ga2O3过程中气相成核和外延层质量控制等难题，成功制备出（001）Ga2O3同质外延片样品，外延层厚度＞10μm，XRD半高宽＜50arcsec，表面粗糙度＜0.5nm，载流子浓度达到1016cm-3数量级，其关键技术指标与国外先进水平相近，样品已送至国内相关器件研制机构验证。接下来我们将继续深入Ga2O3同质外延技术研究，优化外延制备工艺，实现高结晶质量和电学特性可控的HVPE Ga2O3同质外延片的稳定制备。
中国电科46所作为目前国内首家掌握HVPE Ga2O3同质外延技术的科研单位，HVPE Ga2O3同质外延技术达到了国内领先水平，填补国内相关领域的空白，为相关器件研究提供了有力的技术支撑。
氧化镓材料潜力
氧化镓（β-Ga2O3）作为继GaN和SiC之后的下一代超宽禁带半导体材料，其禁带宽度约为4.8 eV，理论击穿场强为8 MV/cm，电子迁移率为300 cm2/Vs，因此β-Ga2O3具有4倍于GaN，10倍于SiC以及3444倍于Si的Baliga技术指标。同时通过熔体法（生长蓝宝石衬底的方法）可以获得低缺陷密度（103~104 cm-2）的大尺寸β-Ga2O3衬底，使得β-Ga2O3器件的成本相比于GaN以及SiC器件更低。随着高铁、电动汽车以及高压电网输电系统的快速发展，全世界急切的需要具有更高转换效率的高压大功率电子电力器件。β-Ga2O3功率器件在与GaN和SiC相同的耐压情况下，导通电阻更低、功耗更小、更耐高温、能够极大地节约上述高压器件工作时的电能损失，因此Ga2O3提供了一种更高效更节能的选择。
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