大尺寸宽禁带半导体氮化镓单晶衬底产业化技术

新材料及其应用

在大尺寸宽禁带/半导体单晶衬底外延设备、材料生长等方面做出了突出的工作。2001年始，研制出国内第一台用于氮化镓（GaN）衬底的卤化物气相外延（HVPE）系统，研究发展了获得高质量GaN衬底所需的所有关键技术并拥有自主知识产权，在氮化镓单晶衬底设备和材料技术领域已获授权国家发明专利30余项、申请国家发明专利30余项。在国内最早研制出2英寸毫米级GaN单晶衬底，建成6英寸HVPE系统并实现7片2吋及4-6吋GaN均匀生长；研究出创新性的GaN衬底批量制备技术，即将进行高质量、低成本GaN衬底的产业化应用，为第三代半导体应用奠定了材料基础。

本项目近期目标开发大尺寸GaN衬底的外延设备和衬底批量生产技术，在3年内实现低成本高质量GaN单晶衬底的规模化生产，达到年产20万片TIE-GaN的规模，产品应用于高端大功率LED器件、蓝光激光器，以及大功率雷达和高速宽带通信（5G基站核心器件衬底材料）等诸多领域。

实现高性能器件产业化和规模化应用的关键是要获得价格合理的低缺陷密度GaN晶体基片。本项目产品生产技术领先，工艺成熟，品质优良，已经具备大规模量产的条件。

第三代半导体氮化镓（GaN）具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，非常适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，被业内誉为固态光源、电力电子、微波射频和光电探测器件的“核芯”以及光电子和微电子等产业的“新发动机”，是下一代高温高压大功率电子器件（MOSFET, IGBT等）、光电子器件（短波长LED、LD等）等的核心材料、基础材料和支撑材料。对于国计民生和国防安全具有重要的现实意义和潜在价值，可应用在智能高压电网、轨道交通、航天航空，高温辐射环境、石油勘探、自动化、汽车电子、照明、显示、激光存储、激光探测、激光电视、激光打印、光通讯，以及大功率雷达和高速宽带通信等诸多领域。

发明专利

ZL201811016835.0

达到国际先进水平

独立研究

国家级

320.00万元