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日本研發出半導體材料氧化鎵的低成本製法

2023/10/09

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半導體

      日本的東京農工大學與大陽日酸CSE開發出了新一代功率半導體「氧化鎵」的低成本製法。利用氣體供應原料,在基板上製造晶體,可以減少設備的維護頻率,也可以降低運營成本。大陽日酸正準備設備的商用化,客戶有需求就可以供貨。

   

利用「有機金屬化學氣相沉積法」使氧化鎵高速增長(東京農工大學提供)

   

      有望實用化的方法是「有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)法」,通過在密閉裝置內充滿氣體狀原料,可以在基板上製造出氧化鎵的晶體。

 

      現有的製法是「氫化物氣相外延(HVPE)法」,新製法可以製成此前實現不了的高頻器件。

 

      氧化鎵是耐壓性超過「碳化矽」和「氮化鎵」的功率半導體材料,可以降低電力轉換時的能源損失。有望用於純電動汽車(EV)、白色家電及光伏發電等廣泛用途。目前已有數家企業實現實用化,富士經濟的調查顯示,市場規模到2030年將達到470億日元。

 

      此次,開發出「有機金屬化學氣相沉積法」的東京農工大等團隊將晶體的生長速度提高到了每小時約16微米,達到原來的約16倍。東京農工大學教授熊谷義直表示:「這是與氫化物氣相外延法並列的水準」。

 

      除了立式結構的功率器件外,還可以製造「高電子遷移率電晶體(HEMT)」這種橫式結構,有利於通信設備的高頻工作。利用傳統的氫化物氣相外延法,難以與高電子遷移率電晶體所需的鋁進行混晶。

 

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報道評論

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