“深圳平湖实验室”官微消息，2025九峰山论坛(JFSC)暨化合物半导体产业博览会(CSE)期间，国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台对外全面展示科研平台、设计仿真平台、中试平台、分析检测中心能力，同时带来了8吋 SiC激光剥离衬底及复合衬底、1200V SiC外延及厚膜外延、650V GaN HEMT器件、1200V 80mΩ SiC MOSFET器件及1200V 20A SiC SBD器件等一系列自研产品。

source：深圳平湖实验室

通过展示和交流，国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台能够更好的发挥自身在科研、中试、分析检测、设计仿真等领域的综合优势，协同产业合作伙伴开展深度合作，打造第三代及第四代功率半导体的技术创新高地。

资料显示，根据科技部统一部署，深圳市从2021年开始承接国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台建设任务，2022年设立深圳平湖实验室作为建设和运营主体， “一体统筹规划、多地分布布局、协同创新联动”为建设原则，聚焦第三代半导体领域器件物理研究、材料研究、技术开发、产品中试，第四代半导体材料器件前沿研究，致力于打造世界领先的第三代及第四代功率半导体创新、中试及共享的平台。

2024年11月，国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台正式建成发布。

目前，该综合平台已在碳化硅、氧化镓等多个领域取得了重要进展。

SiC衬底激光剥离技术领域

SiC由于莫氏硬度高达9.5，是很难加工的材料。1颗SiC晶锭，厚度为20 mm，单片损失按照300μm，理论产出晶片30片，单片材料损耗率达到46%。为降低材料损耗，深圳平湖实验室新技术研究部开发激光剥离工艺来替代传统的多线切割工艺。其工艺过程示意图如下所示：

source：深圳平湖实验室

激光剥离工艺与多线切割工对照：

source：深圳平湖实验室

深圳平湖实验室表示，激光剥离技术在提高生产效率、降低成本方面具有显著效果，该工艺的推广，对于快速促进8 inch SiC衬底产业化进程有着重要意义。

深圳平湖实验室第四代材料与器件课题组针对氧化镓价带能级低和p-型掺杂困难等问题，采用铑固溶方式理论开发了新型β相铑镓氧三元宽禁带半导体。该成果已在《Advanced Electronic Materials》期刊上发表并受邀提供期刊封面设计。该文章也被收录到《Progress and Frontiers in Ultrawide bandgap Semiconductors》专题。

半导体材料的功率特性（巴利加优值）与其带隙的立方成正比。氧化镓具有超宽的带隙（4.9电子伏）和成熟的制备方法，是功率器件的理想材料。

然而，已有氧化镓器件的功率特性仍显著低于材料的理论极限，原因在于氧化镓价带顶能级低，能带色散关系平坦。杂质掺杂受主能级多在1电子伏以上，难以实现有效的p-型导电。目前氧化镓器件多基于肖特基势垒或与其他氧化物(如氧化镍)形成p-n异质结。较低的肖特基势垒及p-n异质结的高界面态限制了氧化镓器件的功率特性。如何实现氧化镓的p-型掺杂成为当下研究的一个关键问题。

source：深圳平湖实验室（β相氧化镓晶体结构及能带结构图）

本工作基于第一性原理考察了铑固溶氧化镓结构。由于铑的原子半径与镓接近，铑固溶氧化镓具有较低的混合焓，固溶构型具有高稳定性。这种现象在实验上也得到了证实，采用Pt-Rh坩埚生长氧化镓晶体时，铑易进入氧化镓晶格。基于能带结构分析，铑固溶氧化镓仍是宽禁带半导体，其价带顶由铑和邻近的氧原子轨道杂化形成，对应能级较氧化镓价带顶显著上升。

此外，价带顶附近能带色散曲率增加，这与沿[010]晶向离域的电子态密度密切相关，故该工作作者建议在氧化镓[010]晶向衬底外延生长铑固溶氧化镓外延层。具体地，铑固溶摩尔比浓度在0-50%范围内，固溶体的半导体带隙在3.77和4.10电子伏之间，其价带顶能级相较于氧化镓上升了至少1.35电子伏。铑摩尔比为25%时，其空穴有效质量仅为氧化镓的52.3%，这有助于实现p型掺杂，扩展材料应用范围和改进器件的性能。

source：深圳平湖实验室

（上图中(a)和(b)分别为铑固溶摩尔比为25%时的晶体结构及能带结构图，(c) 铑固溶氧化镓β-(RhxGa1-x)2O3在不同摩尔浓度x下的能带对齐图）

（文/集邦化合物半导体 Flora 整理）

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