在大家还在为SiC和GaN在近年的崛起欢呼的时候，一种被业内专家称为第四代半导体的材料——氧化镓（Ga2O3）正在逐渐走进人们的视线。

作为一种新兴的超宽带隙导体，氧化镓拥有4.9~5.3eV的超大带隙。作为对比，SiC和GaN的带隙为3.3eV，而硅则仅有1.1eV，那就让这种新材料拥有更高的功率特性以及深紫外光电特性，再加上其热稳定性以及人工晶体衬底低成本合成，让开发者可以有望基于此开发出小型化，高效的、性价比优良的超大功率晶体管。这也许是为什么在以SiC和GaN为代表的宽带隙（WBG）半导体器件方面取得了巨大进步的时候，Ga2O3仍然吸引了开发者广泛兴趣的原因。

据日本富士经济的统计显示，2016 年，氧化镓在日本市场的销售情况大概为 5 亿日元，在2020、2025、2030三个节点时间，氧化镓的市场也将会有数百倍的明显增长趋势。根据他们的观点，这种新材料的增长幅度低于发展20 多年的 SiC 材料，但是高于衬底材料还没有得到较好解决的GaN。

潜行多年后，氧化镓真的到了要走上舞台的时候吗？

“毁誉参半”的新材料

作为一个被看好的替代者，氧化镓自然有其特点所在。据本土氧化镓初创企业铭镓半导体的创始人陈政委介绍，氧化镓材料主要拥有三大优势：

首先，在功率半导体特性上，其性能数倍于硅基、碳化硅和氮化镓，是制备高功率半导体电力电子器件的优选材料，“相比于其他宽禁带半导体（GaN 和 SiC）材料，其拥有更高的击穿场强（~8 MV/cm），同时，这种材料还有更低的能量损耗、更高的热稳定性和化学稳定性等优势。”陈政委一步指出。

其次，因为氧化镓的材料问题已经得到初步的解决，液相导模法的生长工艺决定其材料成本优势非常明显；第三，氧化镓在深紫外光电器件方向具备天然的性能优势，其物性稳定，几乎不受到外界环境的改变。

据一篇发表在IEEE的文章中得出结论，在对半导体至关重要的五个特性中，稳态单斜型氧化镓（即：β相氧化镓）拥有高临界电场强度，这是其*为明显的优势，有助于打造超高功率的分立型半导体器件。

可以向其添加电荷载流子也是氧化镓的另一个特性。我们也可以使用这种方式，通过一种被称为掺杂的过程提高其导电性更高。这里的掺杂就涉及向晶体中添加受控量的杂质，以控制半导体中电荷载流子的浓度。例如在硅中，您可以使用离子注入，然后进行退火，以便在晶体中掺杂磷（添加自由电子）或硼（减去它们），进而使电荷可以在其中自由移动。同样，在氧化镓上，同样可以用类似的方式添加电子。

但正如陈政委所说，氧化镓虽然有性能优势明显，但也有其明显的短板所在。如：氧化镓的导热系数不高，使用存在器件稳定性的问题；氧化镓本征为N 型半导体材料，对于氧化物而言，解决 P 型掺杂问题相对比较困难。这正是研究者或者产业者把氧化镓看作一种“毁誉参半”材料的原因。

即使如此，业界统一认知，这并不是限制氧化镓研究和产业化的问题，而是逐步需要解决的瓶颈问题，因而还是有很多团队持续投入到这个新技术的研究上。自2012年日本获得2英寸氧化镓材料以来，历经了多年发展，氧化镓材料以及氧化镓基光电及功率器件业已得到初步的验证，正在逐步产业化发展。同时在这个发展过程中，人们还为氧化镓的未来做了更多的设想。

据介绍，氧化镓在电力电子器件如肖特基二极管和场效应晶体管、日盲紫外光电探测器、紫外透明导电电极、信息存储器、气敏传感器、光催化等领域中展现出巨大的应用前景，是一种极具应用潜力的多功能超宽禁带半导体材料。