国产GaN出现新突破，多家企业推进布局

9月3日，晶湛半导体在官微透露，他们通过“衬底偏角设计”与“杂质抑制工艺”双重结合，首次公布了6英寸N面GaN材料生长结果，其成功实现N面GaN材料表面粗糙度低至2nm的行业最优水平。晶湛半导体表示，N面GaN与传统的Ga面GaN（(0001)面）相比，具有相反的极性方向，从而展现出独特的物理特性，包括：异质结结构中二维电子气（2DEG）的限域性更好，欧姆接触电阻更低‌；自发极化电场与半极性面的存在，适合低压高频器件和光电器件。但是，N面GaN生长有2大难点：一是传统N面GaN正轴生长因Ga原子跃迁能力低易导致表面聚集，制约材料生长平整度；二是由于N面特殊性，背景杂质Si、O浓度相较于Ga面同样生长条件高出一个数量级，从而导致漏电。因此晶湛半导体通过优化AlN成核机制，并精确控制6英寸SiC衬底偏角，从而改善N面GaN晶体质量（GaN(002)<350 arcsec，GaN(102)<400 arcsec）和表面形貌（RMS~2nm），并且控制背景掺杂浓度低于SIMS检测线，成功制备出高晶体质量、低位错、高表面平整度的N面GaN材料。

晶湛半导体展示6寸N面GaN生长优异的表面粗糙度结果

同时，晶湛半导体通过不同生长参数优化，将6英寸外延片翘曲控制在30µm以内，达到行业领先水平。

晶湛半导体展示6寸N面GaN生长优化前后翘曲对比

据“行家说三代半”调研发现，目前还有九峰山实验室、住友电工、Transphorm等企业或机构也在积极推进氮极性氮化镓研发应用：

九峰山实验室：2025年3月，九峰山实验室在官微公布了其GaN系列成果，包括国际首创8英寸硅基氮极性氮化镓衬底（N-polar GaNOI），键合界面良率超 99%。

住友电工：2022年10月，住友电工官网发文称，他们开发出了可用于“后5G”的单晶衬底GaN HEMT。该器件是他们通过在氮化镓晶体中添加N极性所制成的，可满足晶体管高输出、高频率的需求。

大阪大学：2022年9月，大阪大学官网发文称，他们利用蓝宝石衬底成功研发了2英寸低成本N极性GaN-on-AlN，AlGaN 的 AlN 比例从20%提高到100%，二维电子气达到3.6×1013cm-2 。

Transphorm：2019年，Transphorm获得了美国国防部(DoD)海军研究办公室(ONR)的研发合同，为期三年，总价值1590万美元（约1.1亿元人民币），该计划的核心目标是将蓝宝石基N极性GaN商业化。

值得关注的是，晶湛半导体致力于为电力电子以及微显示等领域提供高品质氮化镓外延材料解决方案，不仅率先发布了商用8英寸硅基氮化镓外延片产品及12英寸硅基电力电子氮化镓外延片，还有望将GaN全彩外延技术用于AR显示领域，以开辟新的增长点。

10月15日，晶湛半导体将受邀出席【2025行家说化合物半导体赋能AR眼镜技术创新发展论坛】，并带来“GaN 全彩外延 - AR 产业赋能的核心驱动力”的主题演讲，为现场观众讲解GaN外延技术应用的新场景。本次论坛将在深圳举办，正在火热报名中，欢迎扫描下方海报的二维码参会！

本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。