据“三安光电”微信公众号6月2日消息，三安光电联合西安电子科技大学宽禁带半导体国家工程研究中心、杭州镓仁半导体有限公司，在第四代半导体材料氧化镓（Ga₂O₃）的同质外延技术上取得关键突破，为氧化镓在高压功率电子领域的产业化扫清了一项核心障碍。
氧化镓因其超宽禁带（~4.9 eV）、高击穿场强（~8 MV/cm）等特性，被视为下一代高压、低损耗功率器件的战略性材料，尤其适用于智能电网、新能源汽车、轨道交通等高压场景。然而，其从材料优势走向量产芯片的关键瓶颈在于高质量同质外延技术。在国际主流的氧化镓晶面上进行外延生长时，极易产生孪晶等缺陷，导致器件良率和实际耐压能力远低于理论值，严重制约了商业化进程。
此次联合团队采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，通过精准优化初始成核条件，成功抑制了孪晶缺陷的生长。该技术已在2英寸氧化镓衬底上实现了高质量同质外延层的制备。测试结果显示，整片晶圆表面的均方根粗糙度低于0.5纳米，晶体质量与衬底相当，电子迁移率达到100 cm²/(V·s)。
基于这一高质量外延片，团队优先开发了横向功率器件结构。相较于需要导电衬底和面临p型掺杂难题的纵向结构，横向器件能充分利用氧化镓半绝缘衬底的优势，有效隔离漏电，并通过设计栅漏间距来承受更高电压，同时与现有平面硅工艺兼容性更好。在未采用特殊终端结构的情况下，所制备的横向器件击穿电压达到1420V，开关比高达10⁵，阈值电压均匀性超过91%，验证了从材料到器件的整体工艺已趋于成熟。
三安光电是国内化合物半导体领域的龙头企业，其旗下湖南三安已明确布局氧化镓、金刚石等第四代半导体材料的研发。公司此前在第三代半导体（碳化硅、氮化镓）领域已建立从衬底、外延到器件的完整产业链，并与意法半导体等国际巨头建有合资公司。此次技术突破是其在前沿材料领域研发实力的又一次体现。
合作方之一的杭州镓仁半导体在氧化镓衬底制备上亦有建树，曾发布全球首颗8英寸氧化镓单晶。西安电子科技大学宽禁带半导体国家工程研究中心则是该领域的国家级研发平台。
目前，联合团队已具备2英寸氧化镓外延及器件制备的全套能力，并掌握了向6英寸及更大尺寸扩展的工艺基础。（校对/邓秋贤）
