攻克行业空白!中镓半导体实现6/8英寸GaN衬底制备

AET阿尔泰微间距显示 · 2025-09-17

热烈祝贺兄弟企业中镓半导体成功突破6英寸及8英寸氮化镓单晶衬底制备技术!这一重大成就令同为广东光大集团科技板块的我们倍感振奋与自豪,向中镓半导体全体科研团队致敬!

东莞市中镓半导体科技有限公司(以下简称“中镓半导体”)近日宣布取得一项重大技术突破:成功攻克6英寸及8英寸氮化镓单晶衬底(Free-Standing GaN Substrate)的制备技术!该成果依托自主研发的超大型氢化物气相外延设备(HVPE)实现,这不仅填补了国际上HVPE工艺在6英寸及8英寸GaN单晶衬底领域的技术空白,更标志着我国在该领域成功抢占了技术制高点。

中镓半导体8英寸GaN单晶衬底

氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体的代表性材料,凭借其宽带隙、高击穿场强、高电子迁移率、优异的抗辐射能力等电学与物理特性,在消费电子、光电子、电力电子器件、通信与雷达等领域具有重要应用。大尺寸衬底支撑的同质外延生长优势,将进一步提升器件性能及拓展相关应用。

目前,业界主流的GaN单晶衬底仍处在2-4英寸阶段,其制约因素主要体现在两点:

1. 用于GaN单晶生长的HVPE设备通常只兼容2-4英寸衬底;

2. 异质衬底(如蓝宝石、硅)与GaN间存在晶格失配与热膨胀系数差异,导致GaN中存在难以解决的晶格应力及伴生的翘曲问题。

中镓半导体2-8英寸GaN单晶衬底

中镓半导体通过自主研发的超大型HVPE设备,于2024年初攻克了大尺寸GaN单晶生长中常见的开裂与翘曲难题,成功开发出6英寸GaN单晶衬底;近期更实现8英寸GaN单晶衬底的突破性开发,并通过研磨与粗精抛光工艺获得完整单晶衬底,其关键性能指标已达到国际领先水平,为大尺寸GaN进入半导体制程奠定基础。

性能参数:

衬底厚度:>450μm;

表面粗糙度:Ra<0.1nm;

位错密度:<2E6 cm-2;

FWHM:<80 arcsec;

材料本底载流子浓度:-3;

电子迁移率:>800 cm2/(V·s)

产业价值

GaN单晶衬底步入8英寸时代,将带来以下产业价值:

1、产业战略意义:长期以来,大尺寸GaN单晶衬底技术主要由日本企业主导。本次突破不仅打破了国外技术垄断,更使我国在该领域掌握关键话语权,有望推动8英寸GaN单晶衬底成为国际主流工艺标准,重新定义行业新规范;

2、大尺寸兼容性:8英寸GaN单晶衬底可直接适配现有8英寸硅基半导体产线设备,显著缩短GaN on GaN器件的研发周期,同时降低产线转型成本,加速产业化进程;

3、生产效率与成本效益的跃升:8英寸GaN单晶衬底能提升材料利用率,单片晶圆可切割的芯片数量显著增加,从而大幅降低器件单位成本,并提高整体生产效率。

中镓半导体成立于2009年1月,是广东光大企业集团在半导体领域布局的重点产业化项目,致力于第三代半导体氮化镓研发与产业化的高新技术企业。

广东光大集团前瞻性布局第三代半导体产业,覆盖衬底/外延制程、芯片制程、封装制造、终端应用的全产业链生态。AET阿尔泰作为终端应用品牌,充分承揽全产业链协同优势,致力于提供专业的音视频整体解决方案。

未来,AET阿尔泰将持续依托集团的产业布局与生态合力,与中镓半导体深化战略合作,加速氮化镓技术的科技成果转化与产业化应用,共同推动行业创新与发展。

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