在大尺寸寬禁帶/半導(dǎo)體單晶襯底外延設(shè)備、材料生長(zhǎng)等方面做出了突出的工作。2001年始,研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)用于氮化鎵(GaN)襯底的鹵化物氣相外延(HVPE)系統(tǒng),研究發(fā)展了獲得高質(zhì)量GaN襯底所需的所有關(guān)鍵技術(shù)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),在氮化鎵單晶襯底設(shè)備和材料技術(shù)領(lǐng)域已獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)最早研制出2英寸毫米級(jí)GaN單晶襯底,建成6英寸HVPE系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)7片2吋及4-6吋GaN均勻生長(zhǎng);研究出創(chuàng)新性的GaN襯底批量制備技術(shù),即將進(jìn)行高質(zhì)量、低成本GaN襯底的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。
本項(xiàng)目近期目標(biāo)開(kāi)發(fā)大尺寸GaN襯底的外延設(shè)備和襯底批量生產(chǎn)技術(shù),在3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)低成本高質(zhì)量GaN單晶襯底的規(guī)模化生產(chǎn),達(dá)到年產(chǎn)20萬(wàn)片TIE-GaN的規(guī)模,產(chǎn)品應(yīng)用于高端大功率LED器件、藍(lán)光激光器,以及大功率雷達(dá)和高速寬帶通信(5G基站核心器件襯底材料)等諸多領(lǐng)域。
實(shí)現(xiàn)高性能器件產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵是要獲得價(jià)格合理的低缺陷密度GaN晶體基片。本項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先,工藝成熟,品質(zhì)優(yōu)良,已經(jīng)具備大規(guī)模量產(chǎn)的條件。
第三代半導(dǎo)體氮化鎵(GaN)具有高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度、高遷移率等特點(diǎn),非常適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,被業(yè)內(nèi)譽(yù)為固態(tài)光源、電力電子、微波射頻和光電探測(cè)器件的“核芯”以及光電子和微電子等產(chǎn)業(yè)的“新發(fā)動(dòng)機(jī)”,是下一代高溫高壓大功率電子器件(MOSFET, IGBT等)、光電子器件(短波長(zhǎng)LED、LD等)等的核心材料、基礎(chǔ)材料和支撐材料。對(duì)于國(guó)計(jì)民生和國(guó)防安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和潛在價(jià)值,可應(yīng)用在智能高壓電網(wǎng)、軌道交通、航天航空,高溫輻射環(huán)境、石油勘探、自動(dòng)化、汽車電子、照明、顯示、激光存儲(chǔ)、激光探測(cè)、激光電視、激光打印、光通訊,以及大功率雷達(dá)和高速寬帶通信等諸多領(lǐng)域。
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