據(jù)鎵仁半導體官微消息： 2025年1月，杭州鎵仁半導體有限公司（以下簡稱“鎵仁半導體”）在氧化鎵晶體生長領域再次取得新進展，通過對自主研發(fā)的氧化鎵專用晶體生長設備進行迭代優(yōu)化升級，采用垂直布里奇曼（VB）法成功生長出4英寸氧化鎵單晶，這是國內(nèi)首次實現(xiàn)該項技術突破。該型VB法氧化鎵長晶設備及工藝包全面開放銷售。

【圖1 鎵仁半導體VB法4英寸氧化鎵單晶底面】

【圖2 鎵仁半導體VB法4英寸氧化鎵單晶頂面】

值得一提的是，本次鎵仁半導體采用了細籽晶誘導+錐面放肩技術來生長4英寸氧化鎵單晶，相較于無籽晶自發(fā)成核和等徑籽晶技術，更容易確保晶體質量。其中，籽晶與晶體軸向平行于[010]晶向，可加工4英寸(010)面襯底。在此之前，鎵仁半導體經(jīng)歷了從等徑籽晶生長2英寸單晶到細籽晶誘導+錐面放肩技術生長2英寸單晶的研發(fā)過程，最終確定了細籽晶誘導+錐面放肩的路線，并實現(xiàn)了4英寸單晶生長的突破。

(010)面的優(yōu)勢

在氧化鎵單晶襯底常見的主流晶面中，（010）襯底在物理特性和外延方面具有出色的表現(xiàn)。首先，（010）襯底熱導率最高，有利于提升功率器件性能；第二，（010）襯底具有較快的外延生長速率，外延匹配度好，是外延優(yōu)選晶面。目前，鎵仁半導體已推出晶圓級(010)氧化鎵單晶襯底產(chǎn)品，該產(chǎn)品面向科研市場，滿足科研領域對(010)襯底的需求，促進業(yè)內(nèi)產(chǎn)學研協(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。

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，提升晶體質量。

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

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，技術難度低且穩(wěn)定性高，易實現(xiàn)自動化控制。

鎵仁半導體自研氧化鎵專用晶體生長設備2.0版

2024年9月，鎵仁半導體推出了首臺自研氧化鎵專用晶體生長設備，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，顯著提高了生產(chǎn)效率和晶體質量。

鎵仁半導體研發(fā)團隊基于初代設備進行了迭代優(yōu)化升級，通過優(yōu)化自動控溫系統(tǒng)與內(nèi)部熱場結構，不僅擴大了晶體尺寸、提高了晶體生長穩(wěn)定性，而且降低了晶體生長成本、提高了設備使用壽命，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，以適應不斷發(fā)展的外延技術和器件需求。

鎵仁半導體氧化鎵專用晶體生長設備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。