日本东京农工大学与日本酸素控股株式会社合作,共同开发出新一代功率半导体“氧化镓”的低成本制法。该方法利用气体供应原料,在基板上制造晶体,可以减少设备的维护频率,也可以降低运营成本。
日本酸素控股表示,正在准备新型设备的商用化,客户有需求即可供货。
这种制造氧化镓的新方法属于“有机金属化学气相沉积(MOCVD)法”,通过在密闭装置内充满气体状原料,可以在基板上制造出氧化镓的晶体。
目前现有的制法是“氢化物气相外延(HVPE)法”,化学气相沉积新制法可以制成此前实现不了的高频器件。
据了解,氧化镓是耐压性超过“碳化硅”和“氮化镓”的功率半导体材料,可以降低电力转换时的能源损失。有望用于纯电动汽车(EV)、白色家电及光伏发电等广泛用途。目前已有数家企业实现实用化,富士经济的调查显示,市场规模到2030年将达到470亿日元。
东京农工大等团队通过MOCVD方法,将氧化镓晶体的生长速度提高至每小时约16微米,达到原来的约16倍。东京农工大学教授熊谷义直表示:“这是与氢化物气相外延法并列的水平”。
氧化镓晶体除了可以用于制造功率元件,还可以制造“高电子迁移率晶体管(HEMT)”,适用于通信设备的高频信号。而此前利用传统的氢化物气相外延法,难以与高电子迁移率晶体管所需的铝进行混晶。
(校对/赵月)