宽禁带半导体材料Ga₂O₃由于其优异的物理性能和良好的稳定性，在半导体功率器件、光电器件等领域展现出具大的应用潜力。生长大尺寸、高质量的Ga₂O₃外延膜是实现高性能器件量产的前提。卤化物气相外延（HVPE）法由于其高速率、大面积、稳定成膜的特点，成为最具优势的Ga₂O₃外延工艺方法之一。然而，目前国内对于HVPE法制备Ga₂O₃外延膜的工艺研究相对较少，与日本等国家相比存在一定差距。

图1 4英寸κ-Ga₂O₃异质外延片

天津理工大学集成电路科学与工程学院赵金石教授科研团队的弭伟和王迪老师一直致力于Ga₂O₃外延膜及器件的制备与研究工作。近日，研究团队在Ga₂O₃的HVPE外延工艺研究方面取得新突破，团队老师带领梁金龙、李庆等研究生，成功在4英寸蓝宝石衬底上分别生长出了κ相及β相的Ga₂O₃外延膜。两种外延膜均表现出良好的均匀性和高结晶质量，其中κ-Ga₂O₃外延膜厚度约 2 μm，（002）面摇摆曲线半高宽379 arcsec；β-Ga₂O₃外延膜厚度达到4 μm以上，且厚度分布＜±10%。该成果及后续研究将为高性能Ga₂O₃基功率器件的研发提供有力支撑。

图2 4英寸β-Ga₂O₃异质外延片

该研究得到山东晶升电子科技有限公司支持，天津理工大学与山东晶升电子科技有限公司将积极开展合作，共同推进Ga₂O₃外延设备、工艺研发及人才培养工作，并布局相关领域知识产权保护及科研论文发表。