氧化镓再拓新应用！镓仁半导体推出光导开关专用半绝缘衬底

光导开关是一类利用激光脉冲控制器件导通与关断的光电器件，具有响应速度快、耐高压、开关比高等特点，在脉冲功率、高功率微波、雷达及先进电源等领域具有较大的应用潜力。作为光导开关的核心基础材料之一，衬底需要同时具备高耐压、高绝缘、低缺陷以及良好的光响应特性，这也对材料本身提出了较高要求。

近年来，氧化镓凭借超宽禁带、高击穿场强等优势，逐渐成为第四代半导体的重要材料方向。氧化镓禁带宽度约4.8 eV，理论击穿场强可达8 MV/cm，在高电压、低漏电等应用场景中具有突出优势，与光导开关对于高耐压和高绝缘衬底的需求高度契合。

瞄准这一应用方向，杭州镓仁半导体有限公司依托自主研发的铸造法长晶技术，推出了光导开关专用氧化镓半绝缘定制衬底，进一步拓展氧化镓材料在脉冲功率器件领域的应用。目前，该产品已实现现货供应。

从材料性能来看，镓仁半导体氧化镓半绝缘衬底具备较好的晶体质量和表面质量。XRD摇摆曲线测试显示，其半高宽低至29 arcsec，表明晶体完整性较好、缺陷水平较低；AFM测试显示，衬底表面粗糙度仅为0.140 nm，达到原子级平整度，可为后续器件制备提供良好的材料基础。

在电学性能方面，该衬底电阻率超过1×10¹¹ Ω·cm，具备优异的半绝缘特性，有助于降低器件暗态漏电流，使光导开关在关断状态下保持较高耐压和较低漏电，从而支撑高开关比和快速关断。

更值得关注的是，相关材料已经获得器件端验证。基于镓仁半导体半绝缘氧化镓衬底，深圳平湖实验室团队研制了Mg掺杂垂直结构光导开关。实测结果显示，该器件击穿场强超过220 kV/cm，开关比达到1×10¹¹量级，击穿电压突破10000 V，动态导通电阻低于10 Ω，关断时间小于1 ns。多项关键指标表现突出，也从器件层面对氧化镓半绝缘衬底的材料品质进行了验证。

据介绍，针对不同光导开关的耐压等级、响应速度及器件结构需求，镓仁半导体还可对衬底的掺杂方案、尺寸、晶面取向等参数进行定制，提升材料与器件设计之间的匹配度。

从产业化角度看，光导开关专用半绝缘氧化镓衬底的推出，不仅拓展了氧化镓材料的应用边界，也为国内超高压、超快响应光导器件研发提供了国产化材料选择。随着氧化镓晶体生长、衬底加工及器件工艺持续成熟，氧化镓有望进一步从材料研发走向高压光电器件等更具针对性的应用场景。