大尺寸GaN异质外延技术

（一）项目背景

碳化硅基氮化镓微波器件的广泛应用使得高质量氮化镓外延片变得非常紧俏。对GaN微波功率器件制备来讲，碳化硅基氮化镓外延片是其核心材料，技术含量最高、附加值最大的核心材料。由于氮化镓外延片的技术难度高，目前只有美国Cree、美国IQE、日本NTT等少数几家国际大公司实现了高质量氮化镓外延片的批量生产。美国IQE公司因为GaN微波器件外延片等新产品的批量上市，近年来股价成倍增长。今年来由于美国对我国高技术的限制出口越来越严格，美日对我国已经开展了氮化镓外延片的出口限制，严重影响了中国电科13所、55所等国内氮化镓微波器件企业的生产。国内急需尽快实现碳化硅基氮化镓微波器件外延片的工程化批量生产。

（二）项目简介

本项目将重点围绕4-6英寸碳化硅基氮化镓微波器件外延片存在的位错密度高、翘曲度大、均匀性差和重复性差等影响工程化批量化生产的关键难题，深入研究揭示造成上述问题的关键物理激励，开展深入的生长方法、生长工艺以及材料结构的改进研究，最终实现4-6英寸碳化硅基氮化镓微波器件外延片的成套工程化技术研发，实现了批量化制备，满足商用GaN微波功率器件产品制备的需要，为实现氮化镓外延片的完全产业化打通全部技术障碍。

团队基于大尺寸外延技术的核心产品

（三）关键技术

MOCVD生长技术中，异质结层结构、各层薄膜厚度、生长温度、气体流量等参数都直接影响着GaN外延片材料的性能和整体均匀性。本课题将研究异质结层结构对材料的均匀性影响：成核层、缓冲层的类型及厚度，是否生长插入层等因素都会对异质结材料均匀性产生影响；研究各层薄膜厚度、生长温度及气体流量对材料的性能及均匀性影响。通过优化异质结结构，来获得翘曲度低、电特性好的异质结外延片。