Ga203长晶

需求的背景和应用场景

随着科技的飞速发展，半导体材料作为现代电子工业的基础，其性能的提升直接关系到电子设备的性能与效率。Ga₂O₃作为第四代半导体材料，因其在耐高压、光学、抗辐射等方面的卓越性能，正逐渐成为研究与应用的热点。相较于目前市场上主流的SiC和GaN材料，Ga₂O₃不仅具备更出色的耐高压能力，还拥有易加工、高品质、低成本等多重优势。其应用端与SiC高度重叠，尤其在电动车和能源领域展现出巨大的潜力。在电动车的电源管理系统、能源转换与储存系统中，Ga₂O₃的高耐压、低缺陷密度以及快速长晶等特性，使其成为替代SiC的理想材料，有望大幅提升设备的性能与可靠性，降低生产成本。

要解决的关键技术问题

为了满足Ga₂O₃作为第四代半导体材料在电动车和能源等领域的应用需求，本技术需求聚焦于Ga₂O₃长晶过程中的关键技术问题。具体包括：

• 双晶摇摆半高宽控制：需确保双晶摇摆半高宽不超过250"，以保证晶体的结晶质量与稳定性。
• 载流子浓度提升：需实现载流子浓度不低于1×10¹⁸ cm⁻³，以提高材料的导电性能与器件的工作效率。
• 位错密度降低：需将位错密度控制在1×10⁵ cm⁻²以下，减少晶体内部的缺陷，提升器件的可靠性与寿命。
• 晶向控制：需确保晶向为<100>，以满足特定应用场景下的性能要求。
• 尺寸与掺杂：需实现4/6寸晶片的稳定生长，并掺入Fe元素以调节材料的电学性能。
• 电阻率控制：需确保电阻率大于1×10¹⁰欧·cm，以满足高压、高阻等应用场景的需求。

效果要求

通过解决上述关键技术问题，本技术需求旨在实现以下效果：

• 提升Ga₂O₃晶体的质量与性能：通过精确控制长晶过程，提升晶体的结晶质量，优化电学性能，满足高端应用需求。
• 增强竞争优势：作为半导体Si材料的龙头企业，通过掌握Ga₂O₃长晶技术，将进一步拓展产品线，增强在半导体材料领域的竞争力。
• 推动技术创新与产业升级：Ga₂O₃作为新一代半导体材料，其成功应用将推动相关技术的创新与产业升级，为电动车、能源等领域带来革命性的变革。
• 实现成本控制与效益最大化：通过优化长晶工艺，降低生产成本，提高生产效率，实现经济效益的最大化。