2025年1月，杭州镓仁半导体有限公司（以下简称“镓仁半导体”）基于自主研发的氧化镓专用晶体生长设备进行工艺优化，采用垂直布里奇曼（VB）法成功实现4英寸氧化镓单晶的导电型掺杂，为下游客户提供更加丰富的产品选择，助力行业发展。该VB法氧化镓长晶设备及工艺包已全面开放销售。
【图1】镓仁半导体VB法4英寸导电型氧化镓单晶底面
【图2】 镓仁半导体VB法4英寸导电型氧化镓单晶顶面
2025年1月，镓仁半导体在VB法氧化镓单晶生长方面实现了直径4英寸的突破【镓仁半导体成功制备VB法(非铱坩埚)4英寸氧化镓单晶】，之后在此基础上进一步开展导电型掺杂工作，研发团队仅用一炉次即实现了4英寸导电型氧化镓单晶生长，且长晶结果可稳定重复。这充分说明了，镓仁半导体自研氧化镓专用晶体生长设备及其配套的晶体生长工艺，在VB法氧化镓单晶生长方面具有高适配性、高稳定性、高容错率的优势。本次生长4英寸导电型氧化镓单晶仍沿用了细籽晶诱导+锥面放肩技术，籽晶与晶体轴向平行于[010]晶向，可加工4英寸（010）面衬底。导电型（010）面衬底具有以下优势：1、导电型（010）衬底具有优良的电学性能和高热导率，为器件设计提供了更多的灵活性，能够实现更好的电学性能和热管理，适合SBD等高功率器件的应用；2、（010）面衬底具有较快的外延生长速率，有利于厚膜外延，是外延优选晶面。目前，镓仁半导体已推出晶圆级(010)氧化镓单晶衬底产品，该产品面向科研市场，满足科研领域对(010)衬底的需求，促进业内产学研协同合作。
VB法的优势
VB法在氧化镓单晶生长方面具有显著优势，正成为行业的新宠，国内外氧化镓衬底制造商均已开始着手布局。【国外头部衬底厂商VB法长晶成果链接：https://www.novelcrystal.co.jp/eng/2023/2340/】
优势1：VB法适用于生长轴向平行于[010]晶向的氧化镓单晶，有利于加工出大尺寸（010）面单晶衬底。
优势2：VB法不使用贵金属铱坩埚，无需考虑坩埚的氧化损耗，与常见使用铱坩埚的生长方法相比，成本大幅降低。
优势3：VB法可采用空气气氛生长单晶，能够有效抑制氧化镓的高温分解，减少因坩埚腐蚀晶体中的夹杂物等缺陷，提升晶体质量。
优势4：VB法温度梯度小，因晶体热应力诱生的位错数量少，晶体质量高。
优势5：VB法晶体在坩埚内生长，晶体直径即坩埚直径，因此无需控制晶体直径，技术难度低且稳定性高，易实现自动化控制。
镓仁半导体自研氧化镓专用晶体生长设备2.0版
2024年9月，镓仁半导体推出了首台自研氧化镓专用晶体生长设备【重磅发布 | 镓仁半导体推出氧化镓专用晶体生长设备】，不仅能够满足氧化镓生长对高温和高氧环境的需求，而且能够进行全自动化晶体生长，减少了人工干预，显著提高了生产效率和晶体质量。镓仁半导体研发团队基于初代设备进行了迭代升级，通过优化自动控温系统与内部热场结构，不仅扩大了晶体尺寸、提高了晶体生长稳定性，还大大降低了晶体生长成本、提高了设备使用寿命，在氧化镓晶体生长及产业化方面具有突出优势。此外，该设备通过工艺控制可获得多种不同晶面的大尺寸单晶，且支持向更大尺寸单晶的升级，以适应不断发展的外延技术和器件需求。镓仁半导体氧化镓专用晶体生长设备2.0版的问世将助力国内氧化镓行业再上新台阶。镓仁半导体也可以提供多种晶面的生长工艺文件，实现高度个性化的产品定制，满足高校、科研院所、企业客户对氧化镓晶体生长的科研、生产等各项需求。
公司简介
杭州镓仁半导体有限公司成立于2022年9月，是一家专注于氧化镓等宽禁带半导体材料研发、生产和销售的科技型企业。公司开创了氧化镓单晶生长新技术，获得 14 项国际、国内发明专利，打破了西方国家在氧化镓衬底材料上的垄断和封锁。镓仁半导体立足于解决国家重大需求，将深耕于氧化镓上游产业链的持续创新，努力为我国的电力电子等产业的发展提供产品保障。镓仁半导体引领行业创新，采用自主研发的铸造法氧化镓单晶生长新技术，实现6英寸单晶衬底和晶圆级(010)单晶衬底的生产技术突破，并开发了首台包含工艺包的氧化镓专用VB长晶设备。公司已掌握氧化镓生长、加工、外延等全链条的核心技术，为客户提供拥有完全自主知识产权的大尺寸高质量氧化镓产品及设备。
