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日本研发出半导体材料氧化镓的低成本制法

2023/10/09

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半导体

      日本的东京农工大学与大阳日酸CSE开发出了新一代功率半导体“氧化镓”的低成本制法。利用气体供应原料,在基板上制造晶体,可以减少设备的维护频率,也可以降低运营成本。大阳日酸正准备设备的商用化,客户有需求就可以供货。

   

利用“有机金属化学气相沉积法”使氧化镓高速增长(东京农工大学提供)

   

      有望实用化的方法是“有机金属化学气相沉积(MOCVD)法”,通过在密闭装置内充满气体状原料,可以在基板上制造出氧化镓的晶体。

 

      现有的制法是“氢化物气相外延(HVPE)法”,新制法可以制成此前实现不了的高频器件。

 

      氧化镓是耐压性超过“碳化硅”和“氮化镓”的功率半导体材料,可以降低电力转换时的能源损失。有望用于纯电动汽车(EV)、白色家电及光伏发电等广泛用途。目前已有数家企业实现实用化,富士经济的调查显示,市场规模到2030年将达到470亿日元。

 

      此次,开发出“有机金属化学气相沉积法”的东京农工大等团队将晶体的生长速度提高到了每小时约16微米,达到原来的约16倍。东京农工大学教授熊谷义直表示:“这是与氢化物气相外延法并列的水平”。

 

      除了立式结构的功率器件外,还可以制造“高电子迁移率晶体管(HEMT)”这种横式结构,有利于通信设备的高频工作。利用传统的氢化物气相外延法,难以与高电子迁移率晶体管所需的铝进行混晶。

 

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