镓创未来成功实现高质量蓝宝石基2英寸α-氧化镓晶圆级异质外延

发布时间：2026-11-06来源：半导体材料行业分会

近日，镓创未来半导体科技（晋江）有限公司（以下简称“镓创未来”）在α氧化镓（α-Ga₂O₃）外延材料研发方面取得新进展，实现蓝宝石衬底上2英寸α氧化镓晶圆级外延生长，在结晶质量、外延膜厚及厚度均匀性等指标上取得阶段性成果。

氧化镓是新一代超宽禁带半导体材料，其亚稳相α-Ga₂O₃具有独特优势，其禁带宽度约5.3eV，与蓝宝石同属刚玉结构，具有较好的晶体结构相容性，为高质量异质外延生长提供了有利的晶体学基础；同时，同构合金与p型材料体系的持续发展，为功率器件结构设计提供了更多可能。

结晶质量、膜厚及其均匀性，是外延材料面向器件开发的重要指标。要在晶圆级生长中兼顾这些指标，需要对生长过程进行精细控制。镓创未来将定制化设备与自主工艺研发相结合，针对温场、流场及腔体状态开展协同优化，持续改进生长流程。此次进展体现了公司在外延生长与膜厚控制方面的技术积累，为产品性能的进一步提升提供了支撑。

第三方检测报告显示，镓创未来的蓝宝石基2英寸α-氧化镓异质外延产品无杂相出现，外延膜厚约3μm，膜厚不均匀性<3%，五点位测试α-氧化镓（0006）对称面X射线摇摆曲线，最小半峰全宽（FWHM）为26.85 arcsec，平均值约35.26 arcsec，(10-14)非对称面摇摆曲线（FWHM）为1483.95 arcsec。上述指标表明，镓创未来的α-氧化镓异质外延产品达到国际先进水平。

此外，面向氧化镓功率器件的热管理需求，镓创未来与西安电子科技大学和西安理工大学等高校合作，开展碳化硅（SiC）、氮化铝（AlN）和金刚石衬底上β-Ga₂O₃薄膜制备的研究。针对氧化镓本征热导率偏低的问题，相关研究探索高导热衬底上的薄膜生长条件及材料特性，为后续研究薄膜与衬底界面的传热行为提供参考。

初步表征结果显示，在20mm×20mm的SiC基β-Ga₂O₃外延样品上，ω扫描摇摆曲线半高全宽（FWHM）可低至400 arcsec。对于2英寸晶圆级样品，其X射线衍射谱中可见（−201）、（−402）和（−603）衍射峰，ω扫描摇摆曲线FWHM约为0.95°；在所考察的工艺条件下，AlN衬底上β-Ga₂O₃外延薄膜的ω扫描摇摆曲线FWHM最低为1.60°，表面粗糙度最低为1.72 nm；金刚石衬底上薄膜的ω扫描摇摆曲线FWHM最低为1.64°。上述在高导热衬底上的氧化镓外延薄膜制备与材料表征方面取得的初步进展，为后续进一步优化生长工艺、开展材料性能研究及探索潜在器件应用提供了基础。

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