近日，杭州镓仁半导体有限公司利用自主研发的第二代铸造法技术，成功培育出厚度超过20毫米的超厚6英寸氧化镓单晶。这种超厚氧化镓单晶作为一种新兴的超宽禁带半导体材料，因其出色的电学性能而受到半导体领域的广泛关注。氧化镓单晶衬底广泛应用于电力电子器件，主要面向国家电网、新能源汽车、轨道交通和5G通信等高压大功率应用场景。
超厚6英寸氧化镓单晶（图源：镓仁半导体）
与当前主流的第三代半导体材料碳化硅相比，氧化镓在功率器件制造中展现了更高的工作电流和电压，并具有更低的导通电阻和能耗。然而，氧化镓单晶材料的价格较高，同尺寸单晶衬底的售价是碳化硅的10倍以上，这在很大程度上限制了其在技术和市场中的大规模应用。为降低氧化镓单晶衬底的生产成本，增加单晶晶锭的厚度是最直接的有效手段，但在6英寸及以上大尺寸的氧化镓单晶生长中，超厚单晶仍然是一个难题。
经过一年多的技术攻关，镓仁半导体团队通过对铸造法技术的改进，成功生长出20毫米以上的氧化镓单晶，达到了国际领先水平，其厚度是导模法（EFG）晶锭的2-3倍。同时，结合镓仁半导体的超薄衬底加工技术，这一突破为氧化镓单晶的商业化应用奠定了更为坚实的基础。
