名古屋大學開發氧化鎵半導體用摻雜技術

 

刊登日期:2025/10/15
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名古屋大學開發了一項適用於次世代功率半導體氧化鎵(Ga2O3)之摻雜技術,透過注入鎳(Ni)離子並結合兩階段熱處理,形成p型氧化鎳(NiO)層,成功實現低成本的p型半導體層應用。研究團隊也成功試作出雙極性pn二極體,其電流為現有蕭特基二極體的2倍。除此之外,名古屋大學衍生的創投公司NU-Rei已獲得該技術的使用許可,並將推進其商業化
 
氧化鎵被視為可望超越碳化矽(SIiC)與氮化鎵(GaN)之電力效率的半導體材料,預期市場規模至2035年將達到149億日圓。目前雖然已可製造塊材單晶基板,但以氧化鎳進行的既有p型形成技術僅有異質磊晶成長的報告,在應用性與生產性方面仍有課題待解決。
 
新技術中,首先將鎳離子注入氧化鎵中,接著使用團隊開發的裝置在氧自由基照射下,進行300℃的熱處理以形成氧化鎳。隨後在於含氧環境下以950℃進行快速熱退火(RTA),結果確認在氧化鎵中形成的氧化鎳可以作為摻雜劑(不純物),進而形成由電洞導電的導通層(受體層)。
 
名古屋大學表示,新技術為基於工業上廣泛使用的離子注入與熱處理技術,因此容易應用於功率元件的製造,且有利於大規模生產,今後可望成為氧化鎵實用化的關鍵技術。名古屋大學與NU-Rei也將持續推動氧化鎵材料與元件開發的共同研究,期加速達到實用化之目標。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/699564
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