繼2016年α相氧化鎵器件功率品質(zhì)因子超越碳化硅理論極限之后，2022年十三所專用集成電路國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馮志紅團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京大學(xué)葉建東團(tuán)隊(duì)報(bào)道了β相氧化鎵器件功率品質(zhì)因子國(guó)際首次超越碳化硅理論極限。 氧化鎵半導(dǎo)體材料具有超寬帶隙（~4.8eV）和超高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)（~8MV/cm）等優(yōu)異特性。氧化鎵功率器件與GaN和SiC器件相同耐壓情況下，導(dǎo)通電阻更低、功耗更小，能夠極大地節(jié)省器件工作時(shí)的電能損失。同時(shí)，氧化鎵單晶襯底可通過(guò)熔體法實(shí)現(xiàn)，與藍(lán)寶石襯底制備工藝類似，具有極低制造成本的優(yōu)勢(shì)。因此，氧化鎵功率器件兼?zhèn)淞烁邠舸?、低?dǎo)通電阻和低成本三重優(yōu)勢(shì)，在高壓、大功率、高效節(jié)能等方面有非常大的應(yīng)用潛力，被公認(rèn)為下一代功率半導(dǎo)體器件最有利的競(jìng)爭(zhēng)者。氧化鎵有五種同分異構(gòu)體，其中β相氧化鎵高溫穩(wěn)定性最好，最具商用化前景。
團(tuán)隊(duì)一直致力于高性能β相氧化鎵功率器件研制和相關(guān)機(jī)理研究，自主創(chuàng)新了變溫回流小角度斜場(chǎng)板和p型NiO異質(zhì)結(jié)終端擴(kuò)展等新型終端結(jié)構(gòu)和技術(shù)，成功解決了p型氧化鎵摻雜技術(shù)缺失導(dǎo)致的耐壓和功率品質(zhì)因子低的瓶頸問(wèn)題，研制的β相氧化鎵功率二極管耐壓提升1倍以上，功率品質(zhì)因子達(dá)到5.18GW/cm2，國(guó)際上首次超越了SiC材料理論極限值，驗(yàn)證了氧化鎵材料和器件在電力電子領(lǐng)域潛在的應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)技術(shù)有望推進(jìn)氧化鎵功率器件工程化應(yīng)用進(jìn)程。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在功率器件領(lǐng)域權(quán)威期刊上。