日前，鸿海科技集团宣布旗下鸿海研究院半导体所所长暨阳明交通大学讲座教授郭浩中及半导体所研究团队，携手阳明交大电子所洪瑞华教授团队，在第四代化合物半导体的关键技术上取得重大突破。研究成果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，并已发表于国际顶级材料科学期刊Materials Today Advances （MATER TODAY ADV）。
本次研究 Heteroepitaxially Grown Homojunction Gallium Oxide PN Diodes Using Ion Implantation Technologies，导入离子注入技术于异质磊晶生长的同质结氧化镓PN二极管元件中，结果展示出优异的电性表现。氧化镓 (Gallium Oxide, Ga2O3) 在高压及高温应用领域的强大潜力，为未来高功率电子元件开辟了新的可能性。这一研究成果已发表于国际顶级材料科学期刊Materials Today Advances。
(图示：各式半导体材料的理论导通电阻与崩溃电压关系，以氧化镓 (Ga2O3) 为代表的第四代半导体在高压、高温应用领域展现出优越性能，为功率电子器件开辟新途径。)
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，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、航空航天等高功率应用场景。
此次鸿海研究院与阳明交大电子所通力合作，以创新的离子布植技术成功制造出具备优异电性表现的氧化镓 PN 二极管 (PN diode)，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 二极管。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。
(图示：由鸿海研究院半导体所及阳明交大电子所研究团队合力制作的氧化镓 PN 二极管示意图与元件剖面侧视图。)
论文详细阐述了这种新型 Ga2O3 PN 二极管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。
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。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。
(图说：由鸿海研究院半导体所及阳明交大电子所研究团队合力制作的氧化镓 PN 二极管元件与电性表现分析， (a) 线性刻度 I-V 曲线；(b) 击穿 (breakdown) 电性表现行为。)
鸿海表示，随着氧化镓技术的进一步发展，未来可以期待其在更多高压、高温和高频领域中有更广泛应用。（来源：鸿海集团）
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