天津理工大学在氧化镓外延膜制备领域取得重要突破

天津理工大学在氧化镓外延膜制备领域取得重要突破

近年来，宽禁带半导体材料因其优异的物理性能和稳定性，在半导体功率器件、光电器件等领域展现出巨大的应用潜力。其中，氧化镓（Ga2O3）作为新一代宽禁带半导体材料，备受科研界关注。近日，天津理工大学在该领域取得重要突破，成功制备出高质量的Ga2O3外延膜。

宽禁带半导体材料Ga2O3由于其优异的物理性能和良好的稳定性，在半导体功率器件、光电器件等领域展现出巨大的应用潜力。生长大尺寸、高质量的Ga2O3外延膜是实现高性能器件量产的前提。卤化物气相外延（HVPE）法由于其高速率、大面积、稳定成膜的特点，成为最具优势的Ga2O3外延工艺方法之一。然而，目前国内对于HVPE法制备Ga2O3外延膜的工艺研究相对较少，与日本等国家相比存在一定差距。

图1 4英寸κ-Ga2O3异质外延片

天津理工大学集成电路科学与工程学院赵金石教授科研团队的弭伟和王迪老师一直致力于Ga2O3外延膜及器件的制备与研究工作。近日，研究团队在Ga2O3的HVPE外延工艺研究方面取得新突破，团队老师带领梁金龙、李庆等研究生，成功在4英寸蓝宝石衬底上分别生长出了κ相及β相的Ga2O3外延膜。两种外延膜均表现出良好的均匀性和高结晶质量，其中κ-Ga2O3外延膜厚度约 2 μm，（002）面摇摆曲线半高宽379 arcsec；β-Ga2O3外延膜厚度达到4 μm以上，且厚度分布＜±10%。该成果及后续研究将为高性能Ga2O3基功率器件的研发提供有力支撑。

图2 4英寸β-Ga2O3异质外延片