β-Ga₂O₃是超宽禁带半导体(带隙约4.8eV),但其价带顶能级低、能带色散平坦,导致p型掺杂困难,限制了p-n结、双极性晶体管等器件的开发。通过添加金属元素(如Rh)形成β-(RhₓGa₁₋ₓ)₂O₃合金,能实现电子能带的精准调控。金属元素调控β-Ga₂O₃电子能带与实现β-(RhₓGa₁₋ₓ)₂O₃ p型导电,是突破材料性能瓶颈、推动器件创新与产业应用的核心技术路径,对β-Ga₂O₃半导体技术的长远发展具有战略意义。
近日,第十一届国际第三代半导体论坛&第二十二届中国国际半导体照明论坛(IFWS&SSLCHINA 2025)在厦门召开。

期间,深圳平湖实验室研究员查显弧受邀参会,并在“超宽禁带半导体技术”分会上带来了《通过添加金属元素调节β-Ga₂O₃的电子能带以及β-(RhxGa₁-x)₂O₃的p型导电性》的主题报告,分享了相关研究成果,包括合金金属元素对β-Ga₂O₃电子能带的影响、β-(Rh Ga₁₋ₓ)₂O₃的P型导电性。 研究聚焦β-Ga₂O₃基合金的半导体性能调控,发现包括49种β-(Mo₁₋ₓGaₓ)₂O₃合金中,14种为半导体,磁矩集中在3、9、13、15组,为材料分类提供依据。


β-(Rh₁₋ₓGaₓ)₂O₃合金(x≤0.5)的价带顶显著升高(>1.35 eV),带隙达4.10 eV且以直接带隙为主,提升光吸收效率。通过Li、Na、Cu掺杂,(Rh0.25Ga0.75)₂O₃的受主能级约0.38 eV,a轴方向空穴迁移率达20 cm²/V·s,为p型器件应用奠定基础。研究通过合金化和掺杂调控β-Ga₂O₃的能带结构与导电类型,对宽带隙半导体器件(如功率电子、光电探测)的性能优化具有重要指导意义。


企业简介
深圳平湖实验室作为国家第三代半导体技术创新中心(深圳)主体运营单位,2022年8月,由深圳市科技创新局举办成立。围绕SiC和GaN及下一代先进功率电子材料及器件研究、核心装备及零部件、配套材料验证服务等领域,开展核心技术攻关。实验室已建成功能完善的现代化园区,位于深圳市龙岗区罗山科技园,占地面积130亩,拥有业界领先的宽禁带功率半导体研发和生产基础设施,国际、国内各类先进设备380余台套,100级洁净间面积9500平米。实验室人力规模约300人,汇集海内外行业顶尖的研发人才和资深工程师,打造面向全国的开放、公共、共享的科研中心、中试中心以及分析检测中心。致力于突破第三代半导体产业链环节的共性难题和关键技术,不断驱动创新,打通第三代半导体产业链,并在下一代半导体产出世界级创新成果,培养世界级人才,与合作伙伴组成生态系统,共同构建可持续发展的未来。

(根据现场资料整理,仅供参考)
