人工晶体学报

作者：张琨, 张路驰, 刘平, 陈天天, 李天元, 徐宗伟, 程红娟

单位：1.山东农业大学机械与电子工程学院，泰安 271018；2.天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，微纳制造实验室，天津 300072；3.中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220

关键词：β-Ga2O3,晶体生长,超精密加工,化学机械抛光,半导体材料,

基金：山东省自然科学基金(ZR2024QE395)

β-Ga2O3作为超宽带隙半导体（带隙4.8~4.9 eV），凭借高Baliga性能因子、深紫外探测能力及抗辐射特性，成为功率电子器件、光电器件和核辐射探测器件的理想材料。本文系统综述了β-Ga2O3单晶生长与超精密加工的技术进展及未来挑战。单晶生长方面，导模法与垂直布里奇曼法已实现6英寸（1 inch=2.54 cm）晶圆量产，“铸造法”工艺制备8英寸晶圆技术达国际领先水平。掺杂策略（如Sn、Mg）可调控载流子浓度（1015~1019 cm-3），优化电学性能。针对材料的强各向异性和硬脆特性，多级研磨结合化学机械抛光（CMP）实现表面粗糙度（Ra）小于0.2 nm，大气等离子体刻蚀可进一步将Ra压缩至0.05 nm；超快激光加工结合液体辅助技术可制备无损伤微结构。未来需突破大尺寸晶体产率与表面缺陷控制，通过跨尺度损伤模型、原位监测及工艺优化，结合多场协同加工创新，推动β-Ga2O3在功率器件与深紫外探测领域的应用。

来源：2025年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2025年第11期