半導(dǎo)體材料是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石，半導(dǎo)體材料的發(fā)展推動(dòng)了電子、信息、通訊、能源等領(lǐng)域的快速發(fā)展。根據(jù)禁帶寬度不同，現(xiàn)有半導(dǎo)體材料可分為：窄禁帶半導(dǎo)體材料（帶隙小于2.3eV的鍺、硅及III-V價(jià)元素等）、寬禁帶半導(dǎo)體材料（帶隙3.3-3.4eV的SiC、GaN）及超寬禁帶半導(dǎo)體材料（帶隙大于3.4 eV的AlGaN /AlN、金剛石、氧化鎵及氮化硼等）。

雖然超寬禁帶半導(dǎo)體材料不如前兩者出名，商業(yè)應(yīng)用也并未完全展開(kāi)，但憑借其比SiC和GaN更寬的禁帶，該種化合物半導(dǎo)體在更高功率的應(yīng)用方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。比如說(shuō)氧化鎵（Ga₂O₃），它已知的晶相共6種，其中β相為熱力學(xué)穩(wěn)定相，在體塊單晶生長(zhǎng)方面也其他晶相更具優(yōu)勢(shì)。β-Ga₂O₃晶體禁帶寬度約為4.7eV，而作為對(duì)比，SiC和GaN的帶隙為3.3eV，而硅則僅有1.1eV。大的禁帶寬度使β-Ga₂O₃具備制作高耐壓、大功率、低損耗功率器件及深紫外光電器件的能力，如超高壓電力電子器件、射頻電子發(fā)射器、深紫外光電探測(cè)器等，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有半導(dǎo)體材料的不足。

導(dǎo)模法生長(zhǎng)獲得β-Ga₂O₃晶體

寬籽晶生長(zhǎng)獲得的β-Ga₂O₃晶體

此外，相比SiC、GaN等寬禁帶半導(dǎo)體材料，β-Ga₂O₃在材料制備方面優(yōu)勢(shì)明顯，它與單晶Si、GaAs類似，可以采用熔體法生長(zhǎng)，晶體制備成本較低。這就是為什么在以SiC和GaN為代表的寬帶隙半導(dǎo)體器件方面取得了巨大進(jìn)步的時(shí)候，Ga₂O₃仍然吸引了開(kāi)發(fā)者的廣泛興趣的原因。

氧化鎵器件要想發(fā)展起來(lái)，關(guān)鍵就在于低成本、大尺寸、高質(zhì)量β-Ga₂O₃晶體的獲得。但在這一步上，各公司和研究機(jī)構(gòu)仍需面臨如下挑戰(zhàn)：如晶體生長(zhǎng)中的揮發(fā)、分解及坩堝的腐蝕等，為此氧化鎵仍需要開(kāi)展更多的研發(fā)和推進(jìn)工作。在1月6-8日于廣東珠海舉辦的“2021全國(guó)高純粉體與晶體材料創(chuàng)新發(fā)展論壇”上，來(lái)自山東大學(xué)、晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的陶緒堂教授將發(fā)表題為《寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵晶體和器件研究進(jìn)展》的報(bào)告，分析氧化鎵的優(yōu)勢(shì)和前景并分享近年來(lái)我國(guó)在氧化鎵晶體材料和器件方面的研究進(jìn)展，感興趣的話就不要錯(cuò)過(guò)了哦！

關(guān)于報(bào)告人

陶緒堂，教授、博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)江學(xué)者，曾任晶體材料研究所所長(zhǎng)、晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。主要從事激光、非線性光學(xué)晶體，寬禁帶半導(dǎo)體，有機(jī)及有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合鈣鈦礦光電功能材料和器件的研究。作為學(xué)術(shù)帶頭人獲2005年度教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和2007年度國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體基金并連續(xù)兩次獲得延續(xù)資助。兼任中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)理事，中國(guó)晶體學(xué)會(huì)理事，中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)晶體生長(zhǎng)專業(yè)委員會(huì)副主任，中國(guó)物理學(xué)會(huì)固體缺陷專業(yè)委員會(huì)副主任，第六、七屆教育部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)交叉學(xué)部委員等。

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