在新一代信息技术、节能减排和智能制造中，p 型氧化镓材料也可被作为一种核心元器件，从而用于固态照明、5G/6G 移动通信、智能电网、新能源汽车、消费类电子等领域。高质量的 p 型氧化镓材料的成功制备，可以有力推动氧化镓基电子器件的工业化进程，比如可被用于制作二极管、双极性晶体管、场效应晶体管等功率型器件。
近日，中科院理化技术研究所刘静研究员团队针对p 型氧化镓掺杂难题给出解决方案——“一步低温”印刷新工艺，通过在液态镓铟锡合金中掺杂铜，然后直接在液态镓铟锡铜合金的表面，生长出铜掺杂的 p 型氧化镓材料，进一步地，直接在电子衬底表面打印出厚度可控的 p 型氧化镓半导体薄膜。同时，通过结合范德瓦尔斯堆叠以及转移打印的工艺，该课题组构筑了氧化镓 p-n 同质结二极管，并且具有优秀的均一性和稳定性。相比传统工艺，这种“一步低温”印刷新工艺可以大幅降低制造成本和工艺流程，借此制备的 p 型氧化镓晶体管。这在业内属于第一次创新尝试。这一技术思想带来了颠覆和革新。主要创新点在于首次开发和建立起一种液态金属掺杂半导体的一步低温印刷新工艺。这为新一代半导体技术的进一步规模化创造了条件。接下来，在继续推进科研课题的同时，课题组也考虑将成果推向产业化。
1. Q. Li, B. D. Du, J. Y. Gao, J. Liu, Liquid metal gallium-based printing of Cu-doped p-type Ga2O3 semiconductor and Ga2O3 homojunction diodes, Applied Physics Reviews 10, 011402, 2023
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