9月10日，杭州富加镓业科技有限公司宣布，其6英寸氧化镓单晶及外延片生长线在杭州富阳开工建设。
杭州富阳6英寸氧化镓单晶衬底及外延片生长线
据了解，该生产线高度集成单晶生长、衬底加工、外延及检测，整条产线涉及关键设备包括“一键长晶”单晶生长设备、多线切割设备、高精度研磨抛光设备、倒角设备、激光加工设备、全自动化晶片清洗设备、高通量外延设备、表面缺陷检测仪、电学性能测试仪等重要设备，年产量达10000片。
公开资料显示，杭州富加镓业成立于2019年12月，主要从事氧化镓单晶材料生长、氧化镓衬底及外延片研发、生产和销售工作，产品主要应用于功率器件、微波射频及光电探测等领域。现阶段，杭州富加镓业已实现6英寸导电型及绝缘型氧化镓单晶衬底的制备，单晶外延技术也取得重要进展，达到了6英寸硅基器件线产业化门槛。
加入功率半导体交流群，请加微信：hangjiashuo888
此外，杭州富加镓业是国内目前唯一一家同时具备6英寸单晶生长及外延的公司，开工建设的6英寸氧化镓单晶及外延片生长线也是国内第一条6英寸氧化镓单晶及外延片生长线。
氧化镓作为一种新型超宽禁带半导体材料，具有宽带隙、高电子迁移率、高稳定性等优点，是第四代半导体材料的代表，在高压功率器件、紫外光电探测等领域有着巨大的应用潜力。
在氧化镓晶体生长工艺方面，当前主流的导模法（EFG法）需要在1800℃左右的高温和含氧环境下进行晶体生长，对生长环境要求很高，需要耐高温、耐氧，无污染等特性的材料做坩埚。目前只有贵金属铱Ir（Iridium）适合盛装氧化镓熔体。
贵金属铱每克价格高达上千元，通常4英寸氧化镓的坩埚至少需要用到5Kg铱。据测算，氧化镓长晶炉的坩埚从2英寸到6英寸，仅坩埚造价从约300万增加到900万，而盛装的原料氧化镓粉料仅从0.5kg提高到1.5kg，边际效益骤减。
因此，该方法导致了较高的成本，过去一直难以降低氧化镓晶体的成本。据透露，日本NCT的2吋氧化镓衬底单价约2.5万元人民币，4吋衬底单价约5-6万人民币。
EFG法制造氧化镓
为了降低成本，业界开始使用新的长晶工艺如铸造法、VB法、无坩埚法等：
○ 铸造法：
该方法减少了贵金属铱的使用，使得氧化镓生长过程更简单可控，成本也更低。杭州镓仁半导体有限公司则是使用的铸造法，该方法在成本控制、尺寸放大、质量提升以及智能制造等方面具有极其明显优势：一是可以大幅减少铱的用量，经过初步测算，可减少近80%；二是因为铱坩埚暴露在氧化环境中面积更少，每次坩埚的损耗也小；三是使用该方法生长出的氧化镓为柱状晶，可满足不同使用场景的需求。
据“行家说功率半导体与新能源”了解，9月11日，镓仁半导体宣布，今年8月他们在氧化镓衬底加工技术上取得突破性进展，成功研制超薄6英寸衬底，衬底厚度小于200微米。
○ VB法：
该方法采用铂铑坩埚，因密度比铱低，机械尺寸更薄，达到所需盛装效果的使用量低于铱金，预计坩埚造价仅为EFG法的20%，在成本上有优势。
NCT报道的6英寸VB法制备的晶体
其中，日本NCT公司采用垂直布里奇曼（VB）法成功制备出直径6英寸的β型氧化镓单晶。VB法生长β-Ga2O3单晶的技术由信州大学发明，NCT继承了这项技术，并致力于制造大直径、高品质的β-Ga2O3基板。VB法可以在温度梯度小的环境中生长晶体，与EFG法等提拉法相比，可以获得更高质量的晶体，并且改善掺杂剂浓度的面内均匀性。
○ 无坩埚法：
该工艺由德国和日本两个团队合作开发，通过使用均匀的激光热源来生产氧化镓单晶衬底，而不需要使用坩埚。据报道，使用这种无坩埚生长工艺，已经成功生长出了直径高达30毫米的晶体，这是迄今为止使用该工艺生产的最大的氧化镓晶体。
END.
