【專家訪談】上海光機所研究員齊紅基：氧化鎵開啟新篇章，產(chǎn)業(yè)化之路未來可期

原創(chuàng) AGOA 亞洲氧化鎵聯(lián)盟 2023-08-10 14:00 發(fā)表于天津

      2023年，亞洲氧化鎵聯(lián)盟（以下簡稱“AGOA”）拓展了新的頻道——專家訪談。由聯(lián)盟內(nèi)部的理事單位、會員單位和專家委員會供稿，闡述各自對氧化鎵領域的不同見解。帶領我們認識氧化鎵、了解氧化鎵、深入氧化鎵。

      本次我們有幸采訪聯(lián)盟理事單位——杭州富加鎵業(yè)創(chuàng)始人、上海光機所研究員齊紅基老師，來分享他對氧化鎵這一材料的獨到見解。

嘉賓介紹

       齊紅基，上海光機所研究員，博士生導師，光電材料領域?qū)＜摇，F(xiàn)任中國光學學會光學材料專委會秘書長，浙江省先進光電工程材料研究中心副主任，主持國家重大專項、科技部重點研發(fā)計劃、國防科工局配套項目等項目，在國際期刊發(fā)表論文130余篇，授權專利70余項（含國際發(fā)明專利6項）。

公司介紹

      杭州富加鎵業(yè)科技有限公司成立于2019年12月，注冊資金851.763萬，坐落于美麗的杭州市富陽區(qū)，是由上海光機所與富陽區(qū)政府共建的“硬科技”產(chǎn)業(yè)化平臺——杭州光機所孵化的科技型企業(yè)。

       公司專注于寬禁帶半導體單晶及外延材料研發(fā)，研發(fā)人員中碩士以上比例達到80%。公司擁有多臺大尺寸導模法晶體生長爐、MOCVD和MBE外延設備、高精密拋光機等儀器設備，為公司的發(fā)展提供了基礎支撐和持續(xù)創(chuàng)新動力。

       公司研制的氧化鎵單晶材料，是繼Si、SiC及GaN后的新型寬禁帶半導體材料，其技術來源于上海光機所技術研發(fā)團隊，該團隊是我國最早從事氧化鎵晶體生長團隊之一，從事氧化鎵單晶材料設計、模擬仿真、生長及性能表征等工作，形成了較鮮明的特色和優(yōu)勢。

AGOA：鎵及氧化鎵目前的國際情勢，您覺得目前氧化鎵的研究難點和未來重點研發(fā)方向分別是什么？

       鑒于氧化鎵未來在國民經(jīng)濟、國防軍工建設中潛在的支撐和保障作用，關于鎵、氧化鎵材料及相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展均為國際大國競爭的熱點領域。如同其他半導體材料一樣，氧化鎵研究的難點仍然為單晶及外延材料的缺陷，缺陷存在尺寸小、隨機分布特點，對缺陷的準確全面表征較為困難。另外，缺陷成因及其復雜，涉及到材料生長動力學、熱力學、化學分解合成等基礎問題，缺陷形成機理深入闡述較為困難。由于缺陷種類繁多，形成機理差別較大，全面抑制缺陷也存在較大挑戰(zhàn)。更重要的是，材料缺陷與器件制備工藝及具體應用場景相互耦合，進一步增加了研究難度。未來重點研究方向是不斷提高材料性能及降低材料制備成本。

AGOA：校企聯(lián)合會推動氧化鎵的發(fā)展嗎？

       相對于單晶硅、甚至GaN及SiC材料而言，當前整個氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于初期階段，在氧化鎵相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中仍存在較多基礎問題需要深入研究。

       校企聯(lián)合無疑可以推動氧化鎵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。和其他材料一樣，氧化鎵材料及器件的研究原創(chuàng)技術來源于高校及研究機構，科研機構及高校對于相關內(nèi)容有獨到的理解及深入分析，科研實力強，因此，產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開高校及科研機構研發(fā)支持。其次，初創(chuàng)企業(yè)能夠借助科研院校昂貴的研發(fā)設備對產(chǎn)品進行不斷的反饋升級優(yōu)化，在減輕經(jīng)濟層面的負擔同時，加快研發(fā)進度；再次，由于整個氧化鎵行業(yè)處于初期階段，非常缺少相應的人才儲備，如果能將企業(yè)的運營機制和崗位需求與高等院校的人才培養(yǎng)體系和人才培養(yǎng)目標相結合，通過協(xié)調(diào)、互動和分享等長期合作模式達到高校人才培養(yǎng)成果與用人單位的人才需求無縫對接的目的。

AGOA：作為杭州富加鎵業(yè)的領導者，您和團隊未來會做氧化鎵哪個方向的突破呢？

       突破集中在高品質(zhì)氧化鎵單晶及同質(zhì)外延，具體包括單晶及外延相關工程化技術，以及針對器件實際應用需求，進一步提升單晶及外延薄膜質(zhì)量。 

       另外，針對未來規(guī)?；瘧茫枰浞滞诰颥F(xiàn)階段氧化鎵材料液相法制備效率高的優(yōu)勢，發(fā)展新的高效制備技術，降低成本，提高氧化鎵材料的滲透率。

AGOA：您公司的研發(fā)團隊目前的研究重點是什么？公司現(xiàn)階段的產(chǎn)品處于什么階段？

       團隊目前研發(fā)重點包括兩方面，一是氧化鎵相關工程化技術研究，提高材料制備可控性，即將現(xiàn)階段科研成果轉化為市場可以接受的產(chǎn)品；其次是產(chǎn)品性能提升，希望最大程度挖掘氧化鎵材料價值。

       公司目前提供的產(chǎn)品是氧化鎵單晶襯底以及外延片，現(xiàn)階段可批量提供10mm×10mm至2寸的氧化鎵單晶襯底，可定制化提供4寸氧化鎵晶圓襯底。即將推出的外延產(chǎn)品包括MOCVD方法制備的~10um厚度氧化鎵同質(zhì)外延薄膜，和MBE方法制備的多層高質(zhì)量氧化鎵同質(zhì)外延薄膜，可用于制備縱向功率器件、橫向功率器件、射頻器件及日盲紫外探測器件等。

AGOA：您對氧化鎵未來的產(chǎn)業(yè)化方向的期待？

       基于氧化鎵材料自身性能優(yōu)勢及未來潛在應用領域，目前氧化鎵已經(jīng)成為國際材料領域競爭的熱點。各國研究人員在單晶生長、外延及器件領域的不斷突破，為未來產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實技術基礎。

       日前三菱電機已經(jīng)入股國際氧化鎵領域領軍企業(yè)——Novel Crystal Technolog（NCT），進一步說明氧化鎵領域已經(jīng)引起產(chǎn)業(yè)端的高度重視，氧化鎵基器件的實際應用已經(jīng)來臨。根據(jù)預測，Ga2O3功率器件市場和光電探測市場的需求不斷增長，相信在不遠的未來，半導體行業(yè)將迎來一個新的發(fā)展機遇。

AGOA：您對聯(lián)盟的工作有什么意見或建議嗎？

        氧化鎵聯(lián)盟聚集了國內(nèi)外氧化鎵領域?qū)＜?、學者及行業(yè)領軍企業(yè)，在推動國際氧化鎵領域合作交流及氧化鎵產(chǎn)業(yè)應用方面發(fā)揮了巨大作用。作為聯(lián)盟理事單位，杭州富加鎵業(yè)將一如既往支持聯(lián)盟開展各類活動。希望聯(lián)盟平臺發(fā)揮好自身優(yōu)勢，保持理事、成員單位以及成員個人之間的良好溝通和聯(lián)系。同時更好地促進國內(nèi)氧化鎵行業(yè)與國際氧化鎵行業(yè)之間的合作，共同推進氧化鎵領域發(fā)展。祝聯(lián)盟越辦越好！