東莞市中鎵半導(dǎo)體科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中鎵半導(dǎo)體”）近日宣布取得一項(xiàng)重大技術(shù)突破：成功攻克6英寸及8英寸氮化鎵單晶襯底（Free-Standing GaN Substrate）的制備技術(shù)！該成果依托自主研發(fā)的超大型氫化物氣相外延設(shè)備（HVPE）實(shí)現(xiàn)，這不僅填補(bǔ)了國(guó)際上HVPE工藝在6英寸及8英寸GaN單晶襯底領(lǐng)域的技術(shù)空白，更標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域成功搶占了技術(shù)制高點(diǎn)。
中鎵半導(dǎo)體8英寸GaN單晶襯底
氮化鎵（GaN）作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體的代表性材料，憑借其寬帶隙、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高電子遷移率、優(yōu)異的抗輻射能力等電學(xué)與物理特性，在消費(fèi)電子、光電子、電力電子器件、通信與雷達(dá)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。大尺寸襯底支撐的同質(zhì)外延生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，將進(jìn)一步提升器件性能及拓展相關(guān)應(yīng)用。
目前，業(yè)界主流的GaN單晶襯底仍處在2-4英寸階段，其制約因素主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：
1. 用于GaN單晶生長(zhǎng)的HVPE設(shè)備通常只兼容2-4英寸襯底；
2. 異質(zhì)襯底（如藍(lán)寶石、硅）與GaN間存在晶格失配與熱膨脹系數(shù)差異，導(dǎo)致GaN中存在難以解決的晶格應(yīng)力及伴生的翹曲問題。
中鎵半導(dǎo)體2-8英寸GaN單晶襯底
性能參數(shù)：
襯底厚度：＞450μm；
表面粗糙度：Ra＜0.1nm；
位錯(cuò)密度：＜2E6 cm-2；
FWHM：＜80 arcsec；
材料本底載流子濃度：<5E16 cm-3；
電子遷移率：>800 cm2/(V·s)
中鎵半導(dǎo)體專利墻
產(chǎn)業(yè)價(jià)值
GaN單晶襯底步入8英寸時(shí)代，將帶來(lái)以下產(chǎn)業(yè)價(jià)值：
1、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略意義：長(zhǎng)期以來(lái)，大尺寸GaN單晶襯底技術(shù)主要由日本企業(yè)主導(dǎo)。本次突破不僅打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，更使我國(guó)在該領(lǐng)域掌握關(guān)鍵話語(yǔ)權(quán)，有望推動(dòng)8英寸GaN單晶襯底成為國(guó)際主流工藝標(biāo)準(zhǔn)，重新定義行業(yè)新規(guī)范；
2、大尺寸兼容性：8英寸GaN單晶襯底可直接適配現(xiàn)有8英寸硅基半導(dǎo)體產(chǎn)線設(shè)備，顯著縮短GaN on GaN器件的研發(fā)周期，同時(shí)降低產(chǎn)線轉(zhuǎn)型成本，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；
3、生產(chǎn)效率與成本效益的躍升：8英寸GaN單晶襯底能提升材料利用率，單片晶圓可切割的芯片數(shù)量顯著增加，從而大幅降低器件單位成本，并提高整體生產(chǎn)效率。
中鎵半導(dǎo)體成立于2009年1月，是廣東光大企業(yè)集團(tuán)在半導(dǎo)體領(lǐng)域布局的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，致力于第三代半導(dǎo)體氮化鎵研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè)。中鎵半導(dǎo)體掌握GaN單晶襯底制備、GaN外延生長(zhǎng)、GaN器件制造等核心技術(shù)，并自主開發(fā)HVPE氮化鎵晶體生長(zhǎng)設(shè)備，形成核心技術(shù)壁壘。未來(lái)，公司將以第三代半導(dǎo)體氮化鎵材料為重點(diǎn)發(fā)展方向，縱向整合襯底、外延、器件技術(shù)資源，目標(biāo)成為全球知名的氮化鎵半導(dǎo)體制造商。
