近日，鸿海 研究院半导体所，携手阳明交大电子所，双方研究团队在第四代化合物半导体的关键技术上取得重大突破，提高了第四代半导体氧化镓 (Ga2O3) 在高压、高温应用领域的高压耐受性能，为未来高功率电子元件开辟了新的可能性。
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第四代半导体氧化镓 (Ga2O3) 因其优异的性能，被视为下一代半导体材料的代表。它拥有超宽能隙 (4.8 eV)、超高临界击穿场强 (8 MV/cm) 等特性，较现有的硅 (Si)、碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 等材料具有显著优势，这些特性使得氧化镓特别适用于电动车、电网系统、航空航太等高功率应用场景。
鸿海认为，氧化镓元件将有望成为具有竞争力的电力电子元件，能直接与碳化硅元件竞争。目前中国、日本和美国在氧化镓研究领域处于领先地位。其中，日本已实现 4 英寸和 6 英寸氧化镓晶圆的产业化，而中国多家科研机构和企业也在积极推进相关研究与产品开发。
本次研究 Heteroepitaxially Grown Homojunction Gallium Oxide PN Diodes Using Ion Implantation Technologies，利用磷离子布植和快速热退火技术实现了第四代半导体 P 型 Ga2O3 的制造，并在其上重新生长 N 型和 N+ 型 Ga2O3，形成了 PN Ga2O3 二极体，结果展示出优异的电性表现，这一突破性技术除了能大幅提升元件的稳定性和可靠性，并显著降低电阻。
此次鸿海研究院与阳明交大电子所通力合作研究成果已发表于高影响力指数 (impact paper) 的国际顶级材料科学期刊“Materials Today Advances”。Materials Today Advances 在 2023 年的影响力指数达到 10.25，并在材料科学领域的 SJR (Scimago Journal & Country Rank) 中排名前 25%。
论文详细阐述了这种新型 Ga2O3 PN 二极体的制作过程和性能特征。实验结果显示，该元件具有 4.2 V 的开启电压和 900 V 的击穿电压，展现出元件优异的高压耐受性能。此次的技术突破，将为台湾在全球化合物半导体产业中的领先地位增添优势，也为未来的高压半导体应用开创新的可能，也再次证明了鸿海在技术创新和产业发展上的卓越能力。
展望未来，鸿海研究院表示，随着氧化镓技术的进一步发展，可以期待其在更多高压、高温和高频领域中有更广泛应用，将继续致力于此领域的研究，为全球技术创新和产业进步做出更大的贡献。
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