隨著新能源汽車、智能電網、軌道交通等高壓場景快速發展，市場對高耐壓、低損耗功率半導體器件需求持續增長。作為第四代半導體核心材料，氧化鎵憑借低導通損耗、高耐壓等優勢，被視為下一代高壓功率電子的戰略材料，同時被納入國家戰略性新興產業重點方向。

長期以來，氧化鎵從材料優勢走向量產芯片，高質量同質外延技術是其產業化的主要技術難點。在國際主流的氧化鎵晶面上，外延生長極易出現缺陷，導致器件良率和實際耐壓遠低于理論預期，制約了行業規模化商用進程。

近日，三安光電聯合西安電子科技大學寬禁帶半導體國家工程研究中心、杭州鎵仁半導體有限公司，在氧化鎵同質外延技術取得關鍵突破。聯合團隊采用金屬有機化學氣相沉積方法，精準優化初始成核條件，成功抑制孿晶缺陷，已在2英寸襯底上獲得高質量的同質外延層。測試結果表明：整片晶圓表面均方根粗糙度低于0.5nm，晶體質量與襯底相當，電子遷移率達到100cm2/(V?s)。

基于上述外延片，聯合團隊優先發展橫向功率器件。相比于縱向結構需要導電襯底和厚外延、且面臨氧化鎵p型摻雜困難的固有挑戰，橫向器件可充分發揮半絕緣襯底隔絕漏電的優勢，通過靈活設計柵漏間距來承受更高電壓，同時與現有平面硅工藝高度兼容。在未使用特殊終端結構的情況下，該橫向器件擊穿電壓達到1420V，開關比達10?，閾值電壓均勻性超過91%，驗證了從材料到器件的整體工藝水平。

目前，聯合團隊已具備2英寸氧化鎵外延及器件制備能力，并擁有向6英寸及更大尺寸擴展的工藝基礎。此次三安光電與西電、鎵仁的產學研技術突破，為氧化鎵在智能電網、新能源汽車等高壓場景的落地應用提供了關鍵技術支撐，將有效推動第四代半導體技術商業化進程。

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