芯耀
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近日，杭州镓仁半导体有限公司在氧化镓材料领域取得重要技术突破。公司成功实现高质量8英寸氧化镓同质外延生长，相关指标达到国际领先水平，这也是目前国际上首次在8英寸氧化镓平台上实现高质量同质外延。
检测结果显示，该8英寸氧化镓外延片外延层厚度超过10μm，平均膜厚达到13.05μm，厚度均匀性表现优异，方差σ仅为0.58%。这一结果表明外延生长过程具有良好的稳定性与一致性，为后续器件制造提供了可靠的材料基础。
在电学性能方面，通过电容–电压（C-V）测试发现，外延层载流子浓度分布在1.30×10¹⁶ cm⁻³至2.06×10¹⁶ cm⁻³之间，平均值约为1.79×10¹⁶ cm⁻³，标准方差为12.54%。这一载流子浓度区间适用于高压功率器件漂移区结构设计，能够满足高电压功率器件对材料电学性能的要求。
对于功率电子器件而言，外延层通常作为器件的漂移区（drift region），承担主要耐压功能。漂移区厚度与器件击穿电压呈正相关关系，因此外延层的厚度和均匀性直接决定了器件的高压性能。此次镓仁半导体实现的高厚度、高均匀性外延层，为开发高耐压氧化镓功率器件奠定了关键材料基础。
近年来，随着国家在超宽禁带半导体领域的持续布局，氧化镓逐渐成为继碳化硅、氮化镓之后的重要新兴材料方向。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》中，氧化镓与金刚石等超宽禁带半导体材料被列为重点发展的前沿技术方向之一，产业界与科研界正持续加大研发投入。
从材料物性来看，氧化镓具有显著优势。其禁带宽度约为4.8 eV，击穿电场强度可达约8 MV/cm，远高于传统硅材料（1.1 eV，0.3 MV/cm）以及第三代半导体材料碳化硅（3.3 eV，2.5 MV/cm）和氮化镓（3.4 eV，3.3 MV/cm）。得益于这些特性，氧化镓功率器件在高压、高功率场景下具备更高的工作电压和更低的导通损耗。
此外，氧化镓的巴利加优值（Baliga’s figure of merit）约为碳化硅的10倍、氮化镓的4倍，理论上可实现更高的功率转换效率。同时，其紫外截止边约为260 nm，在深紫外光电探测器领域也具有明显优势。材料本身还具备优异的热稳定性和化学稳定性，使其在极端环境应用中具有潜力。
基于这些性能优势，氧化镓器件有望在新能源汽车、电网设备、光伏储能、轨道交通、商业航天以及5G通信等领域发挥重要作用。特别是在耐压2000V以上的超高压功率电子器件领域，氧化镓被视为潜在的关键材料之一。
不过，大尺寸、高质量材料长期以来一直是氧化镓产业化的核心瓶颈。目前全球主流氧化镓外延片仍集中在2英寸至4英寸范围，大尺寸同质外延技术尚未成熟，限制了器件成本下降与规模化应用。
此次镓仁半导体实现8英寸氧化镓同质外延生长，有望从多个方面推动产业发展。首先，大尺寸外延片可以显著提升单片晶圆的器件数量，从而降低单位器件制造成本。其次，同质外延能够实现外延层与衬底的晶格完全匹配，有效减少晶格失配和缺陷密度，提高器件击穿电压与可靠性。
更重要的是，大尺寸高质量材料平台的建立，将为氧化镓功率器件的规模化生产创造条件，加速氧化镓技术从实验室研究走向产业应用，推动超宽禁带半导体的发展。
事实上，这一成果也是镓仁半导体在氧化镓领域持续技术积累的结果。早在2025年，公司便通过自主研发的铸造法，成功生长出全球首颗8英寸氧化镓单晶并加工出对应尺寸的衬底材料，刷新了氧化镓单晶尺寸的世界纪录。
随后，公司又完成了垂直布里奇曼法（VB法）8英寸氧化镓单晶生长，成为全球首个实现多技术路线、不同晶面8英寸氧化镓单晶制备的企业。此次8英寸同质外延的实现，标志着其在衬底—外延—器件材料平台方面进一步取得关键突破。
随着8英寸氧化镓材料体系逐步成熟，相关产业链也有望加速发展。未来，镓仁半导体表示将持续推进技术迭代，并加强与高校和科研机构的合作，推动氧化镓材料与器件的产业化应用，进一步提升我国在超宽禁带半导体领域的国际竞争力。
