当前位置: 新思界 > 产业 > 化工 > 聚焦 >

氧化镓是第四代半导体材料 工业化制备工艺亟需进步

2021-02-27 18:00      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
分享到:

氧化镓是第四代半导体材料 工业化制备工艺亟需进步

  氧化镓,化学式为Ga2O3,也称为三氧化二镓,是镓的氧化物中性质最为稳定的类型,是一种白色金属,微溶于热酸或碱溶液,易溶于碱金属溶液或稀无机酸。氧化镓导电性能与光学性能优异,特别是其具有宽带隙特性,带隙高于碳化硅、氮化镓、硅等材料,因此其热稳定性、耐高电压性更为突出,可制造小型化、高功率电子元器件,被称为第四代半导体材料。
 
  氧化镓包括α、β、γ、δ、ε五种同分异构体,其中β-异构体性质最为稳定。氧化镓主要用作半导体材料,此外还可用作高纯分析试剂。在半导体材料中,氧化镓可用于生产紫外线滤光片、紫外线探测器、红外探测器、气敏传感器、微波通讯器件、发光二极管、透明导电薄膜等,高纯氧化镓还可用于制备激光晶体材料钆镓石榴石。随着氧化镓的研究不断深入,其应用范围不断拓宽,成为推动半导体产业技术升级的重要基础材料。
 
  在全球范围内,日本在氧化镓晶体材料研究以及相关功率器件研究方面处于领先地位,日本Flosfia、日本NCT两家企业是全球领先的氧化镓供应商。除日本外,美国、韩国等电子产业发达国家在氧化镓领域的研究也在不断深入。与日本相比,我国氧化镓晶体材料以及相关功率器件研究相对滞后,为配套我国半导体产业发展,新一代半导体材料研究势在必行,因此我国在氧化镓领域的研究投入不断加大。
 
  氧化镓制备工艺主要有中和法、水合法、硫酸镓铵法、三段电解法、微波水热法等。其中,中和法、水合法只能生产5N以下低纯度氧化镓,且产品质量较不稳定;硫酸镓铵法、三段电解法、微波水热法可制得5N以上高纯氧化镓,但这三种工艺在工艺流程、生产效率、产品纯度稳定性等方面存在不同缺陷,因此氧化镓制备工艺,特别是高纯氧化镓制备工艺仍在不断探索、进步过程中。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年氧化镓行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,氧化镓熔点高,并且在高温下具有易分解、易开裂的特点,大尺寸产品制备难度高,一直以来我国不具备相关生产技术。经过多年探索,2019年2月,中国电科46所采用导模法成功制备出高质量的4英寸氧化镓单晶,其结晶质量良好,为我国氧化镓行业发展提供了新的技术路线。
 
  新思界行业分析人士表示,预计到2030年,全球氧化镓及功率器件市场规模将达到98.6亿元左右,行业发展空间广阔。与日本相比,我国在氧化镓技术研究领域实力较弱,但我国半导体市场庞大,对相关材料需求旺盛,为从制造大国向制造强国转变,先进材料必不可少,氧化镓必须实现国产化生产。长期来看,我国氧化镓行业前途光明,但短期内技术瓶颈突破压力较大。
 
关键字: 氧化镓 工业化 半导体材料