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【国际时事】日本京都大学成立的初创企业 FLOSFIA 宣布 Ga₂O₃ 半导体器件的近期计划和技术成果
日期：2024-12-19阅读：513
日本株式会社 FLOSFIA 致力于作为全球备受瞩目的功率半导体——氧化镓（α-Ga2O3）半导体器件的开发。到目前为止，公司已经取得了一系列开创性成果，包括世界首次以“GaO®”品牌实现商用级肖特基势垒二极管（SBD）的样品出货，并且申请了超过 700 项与 α-Ga2O3 相关的专利。
以下是 FLOSFIA 在最新量产和技术开发计划的告知。
最新量产计划
原定计划 FLOSFIA 初期产品 SBD 的量产工作，并已经对外销售 600 V・10 A 的样品。然而，现在决定于 2024 年启动的量产计划进行调整。
对此做出的调整是为了能够提供更高质量的产品，希望相关人士能够给予理解和支持。
FLOSFIA 认为，需要更多时间以稳定通过所有可靠性评估。尤其是在少数产品中，检测到的可靠性问题主要源于 α-Ga2O3 表面加工过程中存在的质量和稳定性不足。FLOSFIA 正在积极采取措施解决这些问题。
最新技术开发
另一方面，FLOSFIA 的技术开发取得了稳步进展。特别是使用新型 P 型半导体氧化铱镓 α-(IrGa)2O3 的结势垒肖特基（JBS）结构二极管样品原型、沟槽栅 MOSFET 正常关断工作的实现、晶圆尺寸的扩大以及氧化镓半导体的其他器件化等方面。氧化镓半导体技术取得了创新性成就。
1. 新一代 SBD（JBS结构）样品试制成功
FLOSFIA 成功试制了基于 JBS 结构的 600 V・10 A 产品（图 1）。通过这一结构，开启电压从原有的 1.4 V 显著改善至 0.9 V，从而大幅提高了效率（图 2）。在此次试制中，采用了世界首创的P型半导体材料 α-(IrGa)2O3，这一成果对于充分利用氧化镓的高材料潜力至关重要。计划在 2025 年开始样品出货，并正式推向市场。
图1. JBS结构SBD样品
图2. SBD 的正向、反向特性（JBS 结构）（左）I-V 特性（右）I-R 特性
2. 实现沟槽栅型MOSFET结构的运行实证
通过工艺优化和自主开发的 MOS 界面控制技术，成功验证了沟槽栅型 MOSFET 的常关操作（图3・图4）。充分利用新型 P 型半导体 α-(IrGa)2O3 的材料潜力，继续推进其量产化开发。
图3. 沟槽栅型 MOSFET 的工作原理
图4. Id-Vgs 特性
3. 晶圆尺寸扩大
在 α-Ga2O3 晶圆开发方面，已实现了 4 英寸晶圆的 α-Ga2O3 外延生长技术，以及 3 英寸晶圆的制造技术（图5）。预计在 2025 年完成 4 英寸晶圆制造技术的验证。大尺寸化不仅能带来成本优势，还能提升生产效率。此外，所使用的蓝宝石衬底在市场中 4 英寸规格应用最为广泛，其价格仅为同尺寸碳化硅（SiC）衬底的 1/10～1/50，为未来实现低成本打下了坚实基础。
图5. α-Ga2O3 晶圆制造流程示例
建立量产的合作伙伴关系与未来展望
FLOSFIA 基于上述技术开发成果，计划构建完善的量产体系，并积极寻求合作伙伴。通过提供知识产权许可、外延晶圆供应等方式，与企业建立更加紧密的合作关系。
FLOSFIA 坚信 Ga2O3 半导体器件的变革性潜力，将作为行业的领导者不断推进技术开发和市场开拓。通过新合作伙伴关系，实现高性能、高可靠性的 Ga2O3 半导体器件量产，同时优化稀有物质在内的材料损耗、制造和材料过程中的损耗，推动实现“半导体生态®”的目标。
