酸化ガリウム(Ga2O3)のご紹介

酸化ガリウム（Ga2O3）「超ワイドバンドギャップ半導体」材料として継続的な注目を集めています。超ワイドバンドギャップ半導体は「第4世代半導体」に分類され、炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）といった第3世代半導体と比べ、酸化ガリウムは4.9eVというバンドギャップ幅を誇ります。炭化ケイ素の3.2eVと窒化ガリウムの3.39eV。バンドギャップが広いということは、電子が価電子帯から伝導帯に遷移するのにより多くのエネルギーを必要とすることを意味し、酸化ガリウムに高電圧耐性、高温耐性、高出力能力、耐放射線性などの特性を与えます。

(I) 第4世代半導体材料

第一世代の半導体とは、シリコン (Si) やゲルマニウム (Ge) などの元素を指します。第 2 世代には、ガリウムヒ素 (GaAs) やリン化インジウム (InP) などの高移動度半導体材料が含まれています。第 3 世代には、炭化ケイ素 (SiC) や窒化ガリウム (GaN) などのワイドバンドギャップ半導体材料が含まれます。第 4 世代では、次のような超ワイドバンドギャップ半導体材料が導入されています。酸化ガリウム（Ga2O3）、ダイヤモンド（C）、窒化アルミニウム（AlN）、アンチモン化ガリウム（GaSb）やアンチモン化インジウム（InSb）などの超狭バンドギャップ半導体材料。

第 4 世代の超ワイドバンドギャップ材料には、第 3 世代の半導体材料と重複する用途があり、パワーデバイスにおいて顕著な利点があります。第 4 世代材料における中心的な課題は材料の準備にあり、この課題を克服することは大きな市場価値を持ちます。

(II) 酸化ガリウム材料の性質

超広バンドギャップ: 超低温および高温、強い放射線などの極限条件でも安定した性能を発揮し、対応する深紫外線吸収スペクトルはブラインド紫外線検出器に適用可能です。

高い絶縁破壊電界強度、高いバリガ値: 高い耐電圧性と低い損失により、高圧ハイパワーデバイスに不可欠です。

酸化ガリウムは炭化ケイ素に挑戦します。

優れた電力性能と低損失: 酸化ガリウムの Baliga 性能指数は GaN の 4 倍、SiC の 10 倍であり、優れた伝導特性を示します。酸化ガリウムデバイスの電力損失は、SiC の 1/7、シリコンベースのデバイスの 1/49 です。

酸化ガリウムの低い加工コスト: 酸化ガリウムはシリコンに比べて硬度が低いため加工の難易度は低くなりますが、SiC は硬度が高いため加工コストが大幅に高くなります。

酸化ガリウムの高い結晶品質: 液相溶融成長では酸化ガリウムの転位密度が低くなります (<102cm-2)。一方、気相法を使用して成長した SiC の転位密度は約 105cm-2 です。

酸化ガリウムの成長速度は SiC の 100 倍です。酸化ガリウムの液相溶融成長は 1 時間あたり 10 ～ 30 mm の成長速度を達成し、炉では 2 日間持続しますが、気相法を使用して成長した SiC は成長速度は 1 時間あたり 0.1 ～ 0.3 mm、炉ごとに 7 日間持続します。

低い生産ラインコストと酸化ガリウムウェーハの迅速な立ち上げ: 酸化ガリウムウェーハの生産ラインは、Si、GaN、および SiC ウェーハラインと高い類似性を共有しているため、変換コストが低くなり、酸化ガリウムの急速な工業化が促進されます。

Semicorex は高品質の 2” 4” を提供します酸化ガリウム（Ga2O3）ウエハース。ご質問がある場合、または詳細が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

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