2025年1月，杭州鎵仁半導體有限公司（以下簡稱“鎵仁半導體”）基于自主研發的氧化鎵專用晶體生長設備進行工藝優化，采用垂直布里奇曼（VB）法成功實現4英寸氧化鎵單晶的導電型摻雜，為下游客戶提供更加豐富的產品選擇，助力行業發展。該VB法氧化鎵長晶設備及工藝包已全面開放銷售。

【圖1】鎵仁半導體VB法4英寸導電型氧化鎵單晶底面

【圖2】 鎵仁半導體VB法4英寸導電型氧化鎵單晶頂面

2025年1月，鎵仁半導體在VB法氧化鎵單晶生長方面實現了直徑4英寸的突破【鎵仁半導體成功制備VB法(非銥坩堝)4英寸氧化鎵單晶】，之后在此基礎上進一步開展導電型摻雜工作，研發團隊僅用一爐次即實現了4英寸導電型氧化鎵單晶生長，且長晶結果可穩定重復。這充分說明了，鎵仁半導體自研氧化鎵專用晶體生長設備及其配套的晶體生長工藝，在VB法氧化鎵單晶生長方面具有高適配性、高穩定性、高容錯率的優勢。本次生長4英寸導電型氧化鎵單晶仍沿用了細籽晶誘導+錐面放肩技術，籽晶與晶體軸向平行于[010]晶向，可加工4英寸（010）面襯底。導電型（010）面襯底具有以下優勢：1、導電型（010）襯底具有優良的電學性能和高熱導率，為器件設計提供了更多的靈活性，能夠實現更好的電學性能和熱管理，適合SBD等高功率器件的應用；2、（010）面襯底具有較快的外延生長速率，有利于厚膜外延，是外延優選晶面。目前，鎵仁半導體已推出晶圓級(010)氧化鎵單晶襯底產品，該產品面向科研市場，滿足科研領域對(010)襯底的需求，促進業內產學研協同合作。

VB法的優勢

VB法在氧化鎵單晶生長方面具有顯著優勢，正成為行業的新寵，國內外氧化鎵襯底制造商均已開始著手布局。【國外頭部襯底廠商VB法長晶成果鏈接：https://www.novelcrystal.co.jp/eng/2023/2340/】

優勢1：VB法適用于生長軸向平行于[010]晶向的氧化鎵單晶，有利于加工出大尺寸（010）面單晶襯底。

優勢2：VB法不使用貴金屬銥坩堝，無需考慮坩堝的氧化損耗，與常見使用銥坩堝的生長方法相比，成本大幅降低。

優勢3：VB法可采用空氣氣氛生長單晶，能夠有效抑制氧化鎵的高溫分解，減少因坩堝腐蝕晶體中的夾雜物等缺陷，提升晶體質量。

優勢4：VB法溫度梯度小，因晶體熱應力誘生的位錯數量少，晶體質量高。

優勢5：VB法晶體在坩堝內生長，晶體直徑即坩堝直徑，因此無需控制晶體直徑，技術難度低且穩定性高，易實現自動化控制。

鎵仁半導體自研氧化鎵專用晶體生長設備2.0版

2024年9月，鎵仁半導體推出了首臺自研氧化鎵專用晶體生長設備【重磅發布 | 鎵仁半導體推出氧化鎵專用晶體生長設備】，不僅能夠滿足氧化鎵生長對高溫和高氧環境的需求，而且能夠進行全自動化晶體生長，減少了人工干預，顯著提高了生產效率和晶體質量。鎵仁半導體研發團隊基于初代設備進行了迭代升級，通過優化自動控溫系統與內部熱場結構，不僅擴大了晶體尺寸、提高了晶體生長穩定性，還大大降低了晶體生長成本、提高了設備使用壽命，在氧化鎵晶體生長及產業化方面具有突出優勢。此外，該設備通過工藝控制可獲得多種不同晶面的大尺寸單晶，且支持向更大尺寸單晶的升級，以適應不斷發展的外延技術和器件需求。鎵仁半導體氧化鎵專用晶體生長設備2.0版的問世將助力國內氧化鎵行業再上新臺階。鎵仁半導體也可以提供多種晶面的生長工藝文件，實現高度個性化的產品定制，滿足高校、科研院所、企業客戶對氧化鎵晶體生長的科研、生產等各項需求。

公司簡介

杭州鎵仁半導體有限公司成立于2022年9月，是一家專注于氧化鎵等寬禁帶半導體材料研發、生產和銷售的科技型企業。公司開創了氧化鎵單晶生長新技術，獲得 14 項國際、國內發明專利，打破了西方國家在氧化鎵襯底材料上的壟斷和封鎖。鎵仁半導體立足于解決國家重大需求，將深耕于氧化鎵上游產業鏈的持續創新，努力為我國的電力電子等產業的發展提供產品保障。鎵仁半導體引領行業創新，采用自主研發的鑄造法氧化鎵單晶生長新技術，實現6英寸單晶襯底和晶圓級(010)單晶襯底的生產技術突破，并開發了首臺包含工藝包的氧化鎵專用VB長晶設備。公司已掌握氧化鎵生長、加工、外延等全鏈條的核心技術，為客戶提供擁有完全自主知識產權的大尺寸高質量氧化鎵產品及設備。