2025年1月，杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司（以下簡稱“鎵仁半導(dǎo)體”）基于自主研發(fā)的氧化鎵專用晶體生長設(shè)備進行工藝優(yōu)化，采用垂直布里奇曼（VB）法成功實現(xiàn)4英寸氧化鎵單晶的導(dǎo)電型摻雜，為下游客戶提供更加豐富的產(chǎn)品選擇，助力行業(yè)發(fā)展。該VB法氧化鎵長晶設(shè)備及工藝包已全面開放銷售。

【圖1】鎵仁半導(dǎo)體VB法4英寸導(dǎo)電型氧化鎵單晶底面

【圖2】 鎵仁半導(dǎo)體VB法4英寸導(dǎo)電型氧化鎵單晶頂面

2025年1月，鎵仁半導(dǎo)體在VB法氧化鎵單晶生長方面實現(xiàn)了直徑4英寸的突破【鎵仁半導(dǎo)體成功制備VB法(非銥坩堝)4英寸氧化鎵單晶】，之后在此基礎(chǔ)上進一步開展導(dǎo)電型摻雜工作，研發(fā)團隊僅用一爐次即實現(xiàn)了4英寸導(dǎo)電型氧化鎵單晶生長，且長晶結(jié)果可穩(wěn)定重復(fù)。這充分說明了，鎵仁半導(dǎo)體自研氧化鎵專用晶體生長設(shè)備及其配套的晶體生長工藝，在VB法氧化鎵單晶生長方面具有高適配性、高穩(wěn)定性、高容錯率的優(yōu)勢。本次生長4英寸導(dǎo)電型氧化鎵單晶仍沿用了細籽晶誘導(dǎo)+錐面放肩技術(shù)，籽晶與晶體軸向平行于[010]晶向，可加工4英寸（010）面襯底。導(dǎo)電型（010）面襯底具有以下優(yōu)勢：1、導(dǎo)電型（010）襯底具有優(yōu)良的電學(xué)性能和高熱導(dǎo)率，為器件設(shè)計提供了更多的靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的電學(xué)性能和熱管理，適合SBD等高功率器件的應(yīng)用；2、（010）面襯底具有較快的外延生長速率，有利于厚膜外延，是外延優(yōu)選晶面。目前，鎵仁半導(dǎo)體已推出晶圓級(010)氧化鎵單晶襯底產(chǎn)品，該產(chǎn)品面向科研市場，滿足科研領(lǐng)域?qū)?010)襯底的需求，促進業(yè)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作。

VB法的優(yōu)勢

VB法在氧化鎵單晶生長方面具有顯著優(yōu)勢，正成為行業(yè)的新寵，國內(nèi)外氧化鎵襯底制造商均已開始著手布局。【國外頭部襯底廠商VB法長晶成果鏈接：https://www.novelcrystal.co.jp/eng/2023/2340/】

優(yōu)勢1：VB法適用于生長軸向平行于[010]晶向的氧化鎵單晶，有利于加工出大尺寸（010）面單晶襯底。

優(yōu)勢2：VB法不使用貴金屬銥坩堝，無需考慮坩堝的氧化損耗，與常見使用銥坩堝的生長方法相比，成本大幅降低。

優(yōu)勢3：VB法可采用空氣氣氛生長單晶，能夠有效抑制氧化鎵的高溫分解，減少因坩堝腐蝕晶體中的夾雜物等缺陷，提升晶體質(zhì)量。

優(yōu)勢4：VB法溫度梯度小，因晶體熱應(yīng)力誘生的位錯數(shù)量少，晶體質(zhì)量高。

優(yōu)勢5：VB法晶體在坩堝內(nèi)生長，晶體直徑即坩堝直徑，因此無需控制晶體直徑，技術(shù)難度低且穩(wěn)定性高，易實現(xiàn)自動化控制。

鎵仁半導(dǎo)體自研氧化鎵專用晶體生長設(shè)備2.0版

2024年9月，鎵仁半導(dǎo)體推出了首臺自研氧化鎵專用晶體生長設(shè)備【重磅發(fā)布 | 鎵仁半導(dǎo)體推出氧化鎵專用晶體生長設(shè)備】，不僅能夠滿足氧化鎵生長對高溫和高氧環(huán)境的需求，而且能夠進行全自動化晶體生長，減少了人工干預(yù)，顯著提高了生產(chǎn)效率和晶體質(zhì)量。鎵仁半導(dǎo)體研發(fā)團隊基于初代設(shè)備進行了迭代升級，通過優(yōu)化自動控溫系統(tǒng)與內(nèi)部熱場結(jié)構(gòu)，不僅擴大了晶體尺寸、提高了晶體生長穩(wěn)定性，還大大降低了晶體生長成本、提高了設(shè)備使用壽命，在氧化鎵晶體生長及產(chǎn)業(yè)化方面具有突出優(yōu)勢。此外，該設(shè)備通過工藝控制可獲得多種不同晶面的大尺寸單晶，且支持向更大尺寸單晶的升級，以適應(yīng)不斷發(fā)展的外延技術(shù)和器件需求。鎵仁半導(dǎo)體氧化鎵專用晶體生長設(shè)備2.0版的問世將助力國內(nèi)氧化鎵行業(yè)再上新臺階。鎵仁半導(dǎo)體也可以提供多種晶面的生長工藝文件，實現(xiàn)高度個性化的產(chǎn)品定制，滿足高校、科研院所、企業(yè)客戶對氧化鎵晶體生長的科研、生產(chǎn)等各項需求。

公司簡介

杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司成立于2022年9月，是一家專注于氧化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的科技型企業(yè)。公司開創(chuàng)了氧化鎵單晶生長新技術(shù)，獲得 14 項國際、國內(nèi)發(fā)明專利，打破了西方國家在氧化鎵襯底材料上的壟斷和封鎖。鎵仁半導(dǎo)體立足于解決國家重大需求，將深耕于氧化鎵上游產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)創(chuàng)新，努力為我國的電力電子等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供產(chǎn)品保障。鎵仁半導(dǎo)體引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新，采用自主研發(fā)的鑄造法氧化鎵單晶生長新技術(shù)，實現(xiàn)6英寸單晶襯底和晶圓級(010)單晶襯底的生產(chǎn)技術(shù)突破，并開發(fā)了首臺包含工藝包的氧化鎵專用VB長晶設(shè)備。公司已掌握氧化鎵生長、加工、外延等全鏈條的核心技術(shù)，為客戶提供擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大尺寸高質(zhì)量氧化鎵產(chǎn)品及設(shè)備。