超宽禁带半导体氧化镓材料的产业进展及未来展望

李龙 宫学源 李培刚

1 前言

从2020年开始，日本经济产业省（METI）大力支持“氧化镓（Ga2O3）”半导体材料发展，计划2025年前为私营企业和大学提供共约1亿美元财政资金，意图占领下一代功率半导体产业发展的制高点。以Novel Crystal Technology和Flosfia为代表的初创企业，正在联合田村制作所、三菱电机、日本电装和富士电机等科技巨头，以及东京农工大学、京都大学和日本国家信息与通信研究院等科研机构，推动Ga2O3单晶及衬底材料以及下游功率器件的产业化，日本政产学研投各界已开始全面布局超宽禁带半导体——氧化镓材料。与此同时，全球半导体产业中具有全面领先优势的美国，正在从前沿军事技术布局的角度大力发展Ga2O3材料及功率器件。美国空军研究实验室、美国海军实验室和美国宇航局，积极寻求与美国高校和全球企业合作，开发耐更高电压、尺寸更小、更耐辐照的Ga2O3功率器件。

不仅日、美正在布局，德国莱布尼茨晶体生長研究所、法国圣戈班以及中国电子科技集团等全球企业/科研机构也加入了Ga2O3材料及器件研发的浪潮中，这种半导体材料可谓是吸引了世界的广泛关注。为何氧化镓半导体能够吸引全球各界的目光？其在未来半导体产业中将会有什么样的前景？本文简述了半导体材料的发展历程、氧化镓半导体的特点及优势，以及氧化镓的制备技术、研发与产业化进展，最后对氧化镓半导体产业发展的未来进行了展望。

2 半导体材料发展历程

自20世纪50年代开始，半导体行业得到了高速的发展，半导体材料也发展到了第3代。第1代半导体材料是以硅（Si）和锗（Ge）为代表，其中Si具有很好的机械加工性能和热性能，在自然界中储量丰富、价格低廉，目前可以制备高纯度大尺寸的单晶，因此极大推动了微电子行业的发展，其在半导体产业中具有不可替代的地位。随着半导体科技的发展，对器件性能、尺寸和能耗的要求越来越高，硅材料也渐渐暴露了其缺点，尤其是在高频、高功率器件和光电子方面的应用局限性。第2代半导体材料以磷化铟（InP）和砷化镓（GaAs）为代表，许多性能指标比硅更优秀，更适合制备高速、高频、高温的功率器件和光电器件，推动了移动通讯技术的快速发展。

随着高数据速率、低延迟的5G时代到来，以及电力电子领域对大功率器件的需求越来越高，低能耗、低成本、高频、大功率器件的开发是半导体行业发展的必然趋势。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和Ga2O3等为代表的第3代半导体材料逐渐被重视起来。和前2代半导体材料相比，第3代半导体材料具有更大的禁带宽度、更高的击穿电场强度、以及更快的电子漂移速度。此外，第3代半导体材料抗辐射能力强，化学稳定性好，在制备高频、抗辐射、大功率和高密度集成的半导体器件方面具有明显的优势。其中，Ga2O3材料，是第3代半导体材料中的代表性材料之一，甚至有时被业界称作为“第4代半导体”。由于综合性能优异、制备简单且成本低廉（可采用熔体生长工艺），Ga2O3成为继GaN、SiC之后，最有可能产业化的第3代半导体材料，已经逐渐成为科研界、产业界和投资界的关注焦点。

3 Ga2O3材料特点

Ga2O3是一种直接带隙的半导体材料，禁带宽度约为4.9eV（不同晶体结构，不同取向等因素，禁带宽度会有所差别），由于其禁带宽度远大于GaN和SiC，所以，被称为超宽禁带半导体材料。Ga2O3的击穿场强理论上可以达到8MV/cm，是GaN的2.5倍，是SiC的3倍多；另外，Ga2O3良好的化学和热稳定性，成本较低、制备方法简单、便于批量生产，在产业化方面优势明显。

Ga2O3有5种同分异构体，包括α、β、γ、ε和δ。在这些同分异构体中，β相Ga2O3最为稳定，其他几种相为亚稳相，这些亚稳相可以在一定的温度下发生相变，转变成为β相Ga2O3。在这些相中，α相Ga2O3为三方晶系，空间群是R-3c，晶格常数是a=b=4.98 ，c=13.43 ，α=β=90°，γ=120°； β相Ga2O3为单斜结构，空间群为C2/m晶格常数是a=12.23 ，b=3.04 ，c=5.80 ，α=β=90o，γ= 103.82o；γ相Ga2O3为立方晶系，它的空间群为Fd—3m，晶格常数为a=b=c=8.24 ，α=β=γ=90°，理想的尖晶石结构化学式应为AB2O4的形式γ相Ga2O3是有缺陷的尖晶石结构；ε相Ga2O3是目前争论最多的同分异构体，比较认可的结构为六角晶系，空间群为Pna21，晶格常数为a=b=2.90 ，c=9.26 ，α=β=90°，γ=120°；δ相Ga2O3是目前为止研究和报道最少的同分异构体，其晶体结构属于立方晶系，其空间群为Ia-3，晶格常数为a=b=c=9.40 ，α=β=γ=90°。

4 Ga2O3材料的应用

根据研究人员报道的结果，Ga2O3材料的潜在应用方向很多，包括光电探测、功率器件、射频器件、气敏传感、光催化、信息存储和太阳能利用和等。目前，Ga2O3商业化趋势明朗的应用领域主要有2个方面。

4.1 日盲紫外光电探测器件

当太阳光通过大气层时，臭氧层会对200～280nm范围的紫外光进行吸收，导致该波段的光在大气层以下是几乎不存在的，把该波段也被称为日盲波段，当探测器在该波段工作时，不受太阳光影响，背景噪音小，误报率低，可全天候工作，因此其在航空航天领域和军事领域具有重要的应用价值。目前，日盲探测技术可以通过施加滤波片、或者对某些宽禁带半导体材料进行掺杂调控带隙来实现。但是，高质量的紫外滤波片成本较高，多元化合物薄膜生长工艺相对复杂，限制了日盲型紫外探测器的广泛应用。相比之下，Ga2O3材料带隙为4.9eV，对应的吸收波长约为250nm的深紫外光，刚好为日盲紫外波段，被认为是日盲型光电器件的理想材料。

4.2 功率电子器件

功率器件对材料的耐击穿场强要求较高，具有较大击穿电场强度的材料，所制备的功率器件性能会越好。通过对常规的半导体材料进行分析发现，随着带隙增大，材料的击穿电场强度有增加的趋势。Ga2O3材料的带隙较宽，具有较大的击穿场强。根据理论分析，Ga2O3材料的击穿场强可以达到8MV/cm，是Si材料的20倍以上，比目前第3代半导体中的GaN和SiC材料高出一倍以上。Ga2O3材料除了具有高的击穿场强外，制备成器件后能耗也大大降低，是Si、GaN和SiC不能比的。由于Ga2O3材料具有高耐压、低功耗的优势，未来在高温、高频、大功率电力电子器件制备中具有广阔的应用价值。

5 Ga2O3材料的制备技术

5.1 单晶制备技术

为了获得大尺寸、高质量的Ga2O3单晶，熔融态生长是最合适Ga2O3的生长技术，尤其是在工业化生产的条件下。目前，利用熔融法生长单晶技术已经制备出大尺寸Ga2O3单晶，证明了制备大尺寸单晶的可行性。目前制备Ga2O3单晶的方法主要有6种，包括火焰法（Verneuil），光学浮区法（Optical Floating zone）、竖直布里奇曼（Vertical Bridgman）/竖直梯度凝固法（Vertical Gradient Freeze）、导模法（Edge—Defined Film—Fed Growth，EFG）和柴可拉斯基法（Czochralski methods）等。其他一些生长晶体的方法，比如气相沉积法，助熔剂法等，对于大尺寸单晶的产业化制备具有较大难度，因而没有得到发展。

5.1.1 火焰法

火焰法可能是最早的Ga2O3單晶制备方法，该方法最初是在20世纪初为制备合成红宝石而开发的，后来用于单晶金属氧化物的制备，该技术使用氢氧焰加热并熔化氧化物粉末，并将熔化的液滴结晶成为晶坯，通过籽晶的下降以及连续进料，实现单晶的生长。利用该方法制备出来的单晶棒直径约3/8英寸，长度为1英寸，另外利用这种方法，也生长了镁（Mg）、锆（Zr）等掺杂的Ga2O3单晶。由于这种技术在大尺寸单晶生长方面受到限制，后来被其他方法取代。

5.1.2 浮区法

浮区法早些年常于制备无氧Si单晶，这种技术可以很好地控制晶体的质量，以及掺杂浓度，由于这种方法相对简单，对材料体系要求较低，这种方法被用于很多材料体系的单晶生长。采用浮区法生长Ga2O3单晶的报道也很多，包括纯Ga2O3以及掺杂的Ga2O3单晶。目前文献中报道的最大单晶尺寸为1英寸，利用这种方法制备Ga2O3单晶，晶向主要延<100><001>和<110>方向生长。

5.1.3 柴可拉斯基法

柴可拉斯基法是很多半导体单晶生长的主要方法之一，利用这种方法，可以用来生长大尺寸的单晶。这种方法最早用于生长的半导体单晶是在20世纪50年代，用于生长Ge单晶。2000年，德国莱布尼茨晶体生长研究所采用该方法制备了Ga2O3单晶，后来通过研究，提高了该方法制备Ga2O3单晶的稳定性，制备出了直径2英寸的Ga2O3单晶。该方法也被用于制备元素掺杂的Ga2O3单晶。如果要生长更大尺寸单晶，氧含量必须大幅度增加，将导致铱坩埚部分氧化，会在Ga2O3单晶中形出现氧化铱杂质。所以，利用该方法生长大尺寸的Ga2O3单晶具有一定的困难。

5.1.4 垂直布里奇曼法

垂直布里奇曼法与柴可拉斯基法和浮区法生长单晶的原理相似。柴可拉斯基法单晶生长过程中，主要用铱坩埚，为了避免铱坩埚氧化，所以需要限制生长气氛中的氧含量。对于Ga2O3单晶来说，生长时需要高的氧含量，避免氧空位的产生。垂直布里奇曼法生长单晶采用的是铂铑坩埚，对生长气氛限制较少，因此更适合生长Ga2O3单晶。单晶尺寸通过坩埚的尺寸进行控制。利用这种方法生长的单晶，一般来说是垂直于（100）晶面生长的，这主要是由于（100）晶面间的作用力相对来说较弱，[100]方向的生长速率较慢。

5.1.5 导模法

导模法单晶生长和柴可拉斯基方法比较相似，主要区别是在导模法生长单晶时，熔区顶端安装了一个特殊的模具，可以控制晶体生长的形状。通过设计可获得形状复杂的晶体，另外，这种方法生长单晶的速度也可以大幅度提高，该方法在大尺寸氧化铝单晶制备上技术已经比较成熟。由于Ga2O3材料与氧化铝材料的特性比较类似，所以，在产业化方面，能够很容易将氧化铝单晶生长技术转移到Ga2O3单晶生长上。导模法可以克服柴可拉斯基法制备大尺寸单晶的缺点，是最有潜力制备更大尺寸Ga2O3单晶的一种技术。

基于以上对各种生产技术的分析，将来要想规模化生产大尺寸Ga2O3单晶，浮区法由于不使用任何坩埚，可能是生长大尺寸单晶的一个比较好的手段。另外，导模法也已经证明了其生长大尺寸Ga2O3单晶的能力，虽然该技术不是一个标准的量产化单晶生长技术，但是，是目前能够最快实现大尺寸单晶的最佳解决方案。

自从1964年美国宇航公司（The Aerospace Corporation）采用火焰法制备单晶以来，对于Ga2O3单晶生长的研究不断展开。国外的研究主要集中在美国、德国和日本。美国在Ga2O3单晶生长方面开始较早，除宇航公司外，IBM Watson研究中心也对Ga2O3单晶生长进行了研究。早期研究主要是利用传统的火焰法，单晶的尺寸很小。近些年来，关于大尺寸Ga2O3单晶的研究鲜见报道。在德国，长期开展Ga2O3研究工作的主要是莱布尼茨晶体生长技术研究所（Leibniz Institute for Crystal Growth），该研究所主要利用柴可拉斯基法生长单晶，技术已经相当成熟，目前报道的最大尺寸单晶为2英寸。

目前，日本在Ga2O3单晶生长方面具有世界领先地位，他们主要利用浮区法、导模法和垂直布里奇曼法。其中，浮区法和导模法单晶生长技术均在日本兴起，并得到很好的应用，因此日本在这2种技术上具有成熟的工艺。浮区法主要是以东京工业大学、日本国立材料研究所、东北大学和早稻田大学为主。导模法主要以佐贺大学（Saga University）、国立信息与通信技术研究所（National Inst. Of Information and Comm.）、田村公司（Tamura Corporation）以及并木精密珠宝公司（Namiki Precision Jewel Co.，Ltd）为主。2016年，田村公司已经能够稳定制备出4英寸的Ga2O3单晶基片，初步获得了6英寸可展示的Ga2O3单晶基片。垂直布里奇曼法主要是以信州大学（Shinshu university）和不二越机械股份有限公司（Fujikoshi Machine Corporation）为主。

国内在Ga2O3单晶生长方面起步也比较早，中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“中科院上海光机所”）在2006年报道了浮区法制备Ga2O3单晶，尺寸可以达到1英寸。随着Ga2O3材料关注度提高，关于Ga2O3单晶生长的探索工作也逐渐增多。山东大学在2016年报道了导模法制备Ga2O3单晶，单晶尺寸为1英寸。同济大学与中科院上海硅酸盐研究所合作，在2017年报道了利用导模法制备出了2英寸的Ga2O3单晶。同一年，中国科学院安徽光学精密机械研究所也报道了采用提拉法制备出直径30mm的Ga2O3单晶晶坯。天津的中国电子科技集团公司第四十六研究所（以下简称“中电科46所”）在Ga2O3单晶制备方面，发展比较快，利用导模法可以生长出（100）、（010）、（001）、（-201）面大于2英寸的β—Ga2O3单晶，是目前国内公开报道制备Ga2O3单晶尺寸最大。总之，国内Ga2O3单晶制备还有很长的路要走。

5.2 外延薄膜沉积技术

外延薄膜沉积技术是制备半导体器件的核心工艺之一，与器件的性能息息相关。目前，已经有一些外延薄膜沉积技术非常成熟，并用于半导体器件的制备，比如Si基器件、GaAs基器件和GaN基器件，这些半导体技术，可以直接用到Ga2O3薄膜制备上。目前用于Ga2O3外延薄膜沉积的主要技术包括分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，MBE）、卤化物气相外延（HVPE）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）和喷雾化学气相沉积（Mist—CVD）技术。

5.2.1 分子束外延技术（MBE）

分子束外延技术（MBE）是在超高真空系统中沉积，能够获得非常高质量的外延薄膜。这种设备一般配有高能电子反射（Reflection High Energy Electron Diffraction，RHEED）装置，可以在原子层精度上实时监测薄膜的表面结构和形貌。该技术已经被用于沉积GaAs和GaN半导体薄膜，也用于一些氧化物半导体材料的薄膜沉积，比如氧化铟（In2O3）。在沉积Ga2O3薄膜时，由于其超高真空环境，以及高纯度的源材料，制备非掺杂Ga2O3薄膜时，缺陷数量极少，残留载流子浓度也非常低。在制备掺杂薄膜时，可以有效的控制载流子浓度。由于分子束外延的原子层沉积精度，在制备Ga2O3基异质结和超晶格方面，优势明显。但是分子束外延技术沉积薄膜，设备价格比较昂贵，沉积速率比较低，不太适合产业化生产。所以，在半导体行业中的应用相对较少，大部分在科研实验室中使用。

5.2.2 分子有机气相沉积（MOCVD）

分子有机气相沉积（MOCVD）是在化学气相沉积（CVD）基础上发展的，利用金属有机物作为前驱体，气化以后，传输到沉积腔内，并通过热分解的方式，将金属元素分离出来沉积到相应的衬底上。由于这种方式可以大面积成膜，生长速率高，非常适合工业化生产。目前，MOCVD在GaN基半导体器件产业化制备工艺中已经成熟应用。在Ga2O3外延薄膜沉积方面，也已经得到了应用，目前已经报道了沉积出的薄膜具有非常低的缺陷，电子迁移率达接近理论预测值，在制备高性能功率器件方面具有很好的潜力。另外，由于MOCVD设备通常可以实现800℃以上衬底加热，对于实现高浓度铝（Al）掺杂非常有利。随着Ga2O3衬底制备技术的发展，高质量的同质外延也会得到相应的进步。只需要Ga前驱体作为金属有机源，氧可以从无机源中获得，比如氧气或水，有时，臭氧也被用作氧源。目前，最常见的前驱体是三甲基镓（TMGa）。MOCVD被认为是理想的Ga2O3外延薄膜量产设备。

5.2.3 喷雾化学气相沉积（Mist-CVD）

喷雾化学气相沉积（Mist—CVD）是一种结构简单，成本低廉的薄膜沉积技术，也是在CVD系统中，利用所生成的薄雾在加热的衬底上进行反应，获得高质量的薄膜。Mist—CVD技术的原理和结构类似于热解法制备薄膜的技术，该技术已经在一些金属氧化物半导体材料中得到应用，比如氧化锌（ZnO）、氧化锡（SnO2）和锌镁氧（ZnMgO）等。日本京都大学对传统制备喷雾沉积技术进行了改造，用来制备氧化镓薄膜，把这项技术称为Mist—CVD。目前Mist—CVD技术在Ga2O3上的应用也得到了广泛的发展。京都大学的研究小组利用溶于水和盐酸（HCl）的化学物质，即乙酸丙酮镓，乙酰丙酮铁，乙酰丙酮铝和无水氯化锡等作为金属源，在蓝宝石衬底上生长的α相Ga2O3和掺杂的α相Ga2O3外延薄膜。另外，无机前驱物氯化镓，溴化镓或者碘化镓也可以作为前驱体生长Ga2O3薄膜。日本FLOSFIA公司，已经利用Mist—CVD在4英寸蓝宝石衬底上制备高质量的α相Ga2O3薄膜，并可以商业化购买。利用Mist—CVD技术制备α—（AlxGa1-x）2O3时，Al的含量可以达到x=0.8，这对后续的器件制备具有重要的意义。虽然Mist—CVD技术在制备Ga2O3薄膜方面展示出了较大的优势。但是，该技术的积累还不够，需要跟多的探索和验证。另外，由于该技术主要用来制备α相Ga2O3薄膜，所以，在产业化过程中，不能完全取代其他沉积技术。

5.2.4 鹵化物气相外延沉积技术（HVPE）

卤化物气相外延沉积技术（HVPE）是一种非常古老的外延薄膜生长技术，以前曾用于Ⅲ—Ⅴ族半导体的生长，该技术获得材料的纯度较高，生长速度较快，并且过程简便，但是，由于其制备厚膜的表面比较粗糙，并存在大量缺陷，即使在同质衬底上进行外延，也无法改变这种状态。所以，在制备器件之前，需要对薄膜表面进行抛光处理。大尺寸外延薄膜的厚度均匀性控制比较难。最近，利用该项技术已经获得了高质量的Ga2O3薄膜，日本的NCT（Novel crystal Technology，Inc.）公司，已经商业化出售10μm厚的硅掺杂β—Ga2O3薄膜。除了β相Ga2O3薄膜外，利用HVPE技术，也可以制备α相薄膜。

6 Ga2O3研发及产业化进展

6.1 国外进展

在Ga2O3方面，日本在衬底—外延—器件等方面的研发全球领先，不过研究氧化镓功率元件并进行开发的并不是上述范畴的大中型功率半导体企业，而是初创企业。

2011年，京都大学投资成立了公司“FLOSFIA”。在2015年，NICT和田村制作所合作投资成立了Ga2O3产业化企业——Novel Crystal Technology（简称“NCT”）。现在，2家公司都是日本Ga2O3研发的中坚企业，这也是世界上仅有的2家能够量产Ga2O3基础材料（单晶和外延）及器件的企业，整个业界已经呈现出“All Japan”的景象。

FLOSFIA公司是专门从事喷雾化学气相沉积法（Mist—CVD）制备半导体薄膜的公司。该公司也致力于利用Ga2O3材料，开发高功率、低损耗的功率器件。通过研发，该公司已经报道成功开发了一种肖特基二极管，该器件具有非常低的导通电阻，证明了Ga2O3在功率器件产业化方面的可行性。

2018年，电装与FLOSFIA宣布合作研发新一代功率半导体设备，旨在降低电动车用逆变器的能耗、成本、尺寸及重量。FLOSFIA计划2021年实现Ga2O3器件量产。

NCT采用的方案是基于HVPE生长的Ga2O3平面外延芯片，他们的目标是加快超低损耗、低成本β相Ga2O3功率器件的产品开发。资料显示，NCT已经成功开发，制造和销售了直径最大为4英寸的Ga2O3晶片。而在2017年11月，NCT与田村制作所（Tamura Corporation）合作成功开发了世界上第1个由Ga2O3外延膜制成的沟槽型MOS功率晶体管，其功耗仅为传统硅MOSFET的1/1000。

美国空军研究室（AFRL）在2012年注意到了NICT的成功，研究员Gregg Jessen领导的团队探索了Ga2O3材料的特性，结果显示，Ga2O3材料的速度和高临界场强在快速功率开关和射频功率应用中具有颠覆性的潜力。在这个成果的激励下，Jessen建立了美国的Ga2O3研究基础，获得了首批样品。AFRL目前致力于将电子束曝光技术引入到Ga2O3器件的制程工艺中，并将晶体管的尺寸降到微米级以下，这样将可使器件具备非常高的速度和击穿电压，成为快速开关应用的有力竞争产品。

据外媒报道，2020年4月，美国纽约州立大学布法罗分校（the University at Buffalo）正在研发一款基于Ga2O3的晶体管，能够承受8 000V以上的电压，且其厚度与一张纸相当。该团队在2018年制造了一个由5μm厚（一张纸厚约100μm）的Ga2O3制成的MOSFET，击穿电压为1 850V。该产品将用于制造更小、更高效的电子系统，可应用在电动汽车、机车和飞机上。

6.2 国内进展

与国外相比，我国开展Ga2O3研究只有十余年时间，但是直到近年来中电科46所的技术突破才实现了距离产业化“一步之遥”。从公开资料能了解到目前从事Ga2O3材料和器件研究的单位和企业，主要包括中电科46所、西安电子科技大学、北京邮电大学、中科院上海光机所、中国科学院上海微系统与信息技术研究所（以下简称“上海微系统所”）、复旦大学、南京大学、山东大学、中国科技大学、厦门大学、郑州大学等高校及科研院所。科技成果转化的公司有北京镓族科技有限公司、杭州富加镓业科技有限公司等。通过国内同行的努力，我国在 Ga2O3研究和产业化方面都取得了很大进展。

中电科46所在2019年报道了利用导模法制备出了可加工出4英寸晶圆的Ga2O3晶坯，这是目前为止国内报道唯一能够达到该尺寸的记录保持者。在器件方面，中国电子科技集团公司第十三研究所（以下简称“中电科13所”）在国内处于领先水平，该单位的研究人员创新性采用栅下热氧化技术，实现增强型Ga2O3 MOSFET器件，阈值电压达到4.1V，开关比达到108。提出的双层源场板结构可以有效抑制Ga2O3沟道和氮化硅（SiN）钝化层中的尖峰电场强度，器件击穿电压超过3 000V。

在日盲紫外光电探测器应用方面，北京邮电大学是国内较早开展外延薄膜生长和日盲紫外光电器件芯片制备相关研究工作的高校，在该方面的研究工作被国内外同行高度认可，处于国际领先的地位。

在2019年12月，上海微系统所和西安电子科技大学合作，利用“万能离子刀”智能剥离与转移技术，首次将晶圆级β相Ga2O3单晶薄膜（400nm）与高导热的Si和4H—SiC衬底晶圆级集成，并制备出高性能器件，很好地解决了Ga2O3导热的问题。在2020年6月，复旦大学科研团队通过固—固相变原位掺杂技术，制备出了具有高掺杂浓度和薄膜结晶质量的p型掺Ga2O3薄膜，为Ga2O3的p型掺杂提供了新的技术路线。

在产业化方面，国内刚刚起步。2017年年底，北京镓族科技有限公司注册成立，该公司是国内首家、国际第2家专业从事Ga2O3半导体材料开发及应用产业化的高科技公司，是北京邮电大学的科研团队科研成果转化形成公司。杭州富加镓业科技有限公司成立于2019年12月，是由中国科学院上海光机所与杭州市富阳区政府共建的“硬科技”产业化平台——杭州光机所孵化的科技型企业。很多投资基金也开始关注Ga2O3产业，寻找相关的创业项目和创业团队，推动我国Ga2O3产业的发展。

7 未来展望

Ga2O3材料是超宽禁带半导体代表性材料之一，在日盲紫外探测和高功率器件方面具有独特的优势，是超宽禁带半导体材料的一颗新星。日本在产业化方面发展迅速，大尺寸单晶和外延薄膜技術基本成熟，为器件的产业化奠定了基础，在器件产业化方面已经初具规模。国内由于受基础材料（单晶和外延）的限制，在Ga2O3产业化方面进展缓慢，需要国内科研界、产业界和投资界共同努力。

根据预测，Ga2O3功率器件市场和光电探测市场的需求持续增长、相关产业化进程将不断加速。据市场调查公司——富士经济于2019年6月5日公布的宽禁带功率半导体元件的全球市场预测来看，2030年Ga2O3功率元件的市场规模将会达到1，542亿日元（约92.76亿元），这个市场规模要比GaN功率元件的规模（1085亿日元，约65.1亿元）还要大。相信在不远的未来，Ga2O3行业会进入一个快速的发展期，半导体行业将迎来一个重大机遇。

10.19599/j.issn.1008-892x.2021.05.004