氧化鎵又有新突破：通過SBD器件驗證，關鍵性達國際先進水平

近日，杭州鎵仁半導體有限公司宣布，其自主研發生產的氧化鎵同質厚膜外延片在西安電子科技大學順利完成無終端肖特基勢壘二極管（SBD）器件的制備與性能驗證。

此次驗證結果顯示，基于該外延片制備的器件在耐壓能力、導通特性等關鍵性能上均達到國際先進水平，部分核心指標超過日本頭部企業同類產品，標志著我國在大尺寸氧化鎵同質外延材料及功率器件應用方面邁出了重要一步。

圖1 無終端SBD器件結構示意

據了解，本次驗證所采用的外延片外延層厚度為10 μm，載流子濃度約為1×101? cm?3，適用于高耐壓功率器件開發。測試結果顯示，無終端SBD器件的擊穿電壓達到1090～1490 V，展現出優異且穩定的耐壓性能。擊穿電壓是衡量功率半導體器件耐壓能力的重要指標，該數據意味著材料具有較低的缺陷密度和較高的晶體質量，可滿足高壓、高功率電子系統的應用需求。

圖2 SBD器件擊穿電壓面內分布

除耐壓性能外，器件的導通特性同樣表現突出。測試數據顯示，該器件比導通電阻控制在2.6～4.5 mΩ·cm2之間，相較同類進口產品進一步降低。這意味著器件在工作過程中具有更低的導通損耗和更高的能量轉換效率，實現了耐壓性能與導通性能之間的良好平衡，為高效電力電子系統提供了材料基礎。

性能突破的背后，離不開鎵仁半導體自主構建的技術路線。與國際主流采用導模法生長氧化鎵晶體不同，公司自主研發了鑄造法生長工藝，擺脫了對高成本銥金坩堝的依賴，在降低制造成本的同時，還能夠更加靈活地調控晶體生長熱場，實現對缺陷密度和摻雜均勻性的精準優化。結合自主開發的外延生長工藝，公司已實現低缺陷密度控制和摻雜濃度精準調節，為高性能器件提供了可靠的材料保障。

目前，鎵仁半導體已形成氧化鎵厚膜外延片系列化產品布局，可根據不同器件需求，對外延層厚度、載流子濃度及摻雜類型等參數進行定制，并已實現現貨供應，為科研機構及企業開展器件研發和產業化驗證提供了穩定的材料支持。

隨著氧化鎵被認為是超寬禁帶半導體的重要發展方向，其在新能源汽車、智能電網、軌道交通、數據中心及航空航天等高壓、高頻、高效率電力電子領域具有廣闊應用前景。