【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所激光晶體中心齊紅基、賈寧團隊聯合杭州光學精密機械研究所，在氧化鎵晶體生長研究方面取得最新進展。相關研究成果以“Realization of 4-Inch and Thick β-Ga2O3 Single Crystals Using the Vertical Bridgman Method”為題發表在CrystEngComm。
氧化鎵作為“后摩爾時代”超寬禁帶半導體的代表性材料，具有禁帶寬度大、擊穿場強高、成本低等優勢，在新能源汽車、數據中心、智能電網等領域前景廣闊。高品質、大尺寸氧化鎵單晶的可控制備，已成為當前國際學術界和產業界的研究熱點。坩堝下降法(VB法)可實現低成本、無“銥金”化生長氧化鎵晶體的重要技術路徑，是氧化鎵單晶制備最具有競爭力的技術路線之一。然而，在大尺寸晶體生長過程中，熱場穩定性控制、晶體缺陷調控以及質量均勻性等方面仍面臨諸多挑戰。
針對上述關鍵問題，研究員團隊采用VB法結合熱場仿真模擬技術，對晶體生長界面形貌與溫度梯度分布進行系統調控，在國際上率先制備了8英寸氧化鎵單晶(https://mp.weixin.qq.com/s/Wo11YjCB2bjQvAQm88XavQ)。在CrystEngComm (2026, DOI: 10.1039/D5CE01023C)論文中，對使用VB法制備的直徑4英寸、厚度超過30 mm的(100)晶向氧化鎵晶體性能進行系統表征。測試結果顯示，晶圓的X射線衍射(HRXRD)半高寬(FWHM)為49.6–64.8 arcsec，表明晶體具有較高的結晶質量和良好的結構均勻性。該成果為高品質、大尺寸氧化鎵單晶的規模化制備提供了技術支撐。
目前團隊正聯合復旦大學、西安電子科技大學、上海功成半導體等單位，圍繞器件端應用需求開展材料—器件協同優化與驗證，加快推進氧化鎵材料性能迭代升級與功率器件示范應用，持續提升材料自主可控能力。
此外，團隊積極參與發起國內首個“超寬禁帶半導體產業技術創新戰略聯盟”，積極參與“上海市超寬禁帶半導體未來產業集聚區”建設，助力推動氧化鎵創新鏈、產業鏈深度融合，為上海加快建設第四代半導體未來產業新增長點提供有力支撐。
相關工作得到了科技部重點研發計劃、上海市戰略前沿專項、上海市自然基金及中國科學院率先行動計劃等項目的支持。
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