晶圆级二维半导体单晶薄膜外延生长的研究

主流硅基芯片CMOS（互补金属氧化物半导体）技术正面临短沟道效应等物理规律和制造成本的限制，需要开发基于新材料和新原理的晶体管技术来延续摩尔定律。高迁移率二维半导体因其超薄的平面结构和独特的电子学性质，有望成为“后摩尔时代”高性能电子器件和数字集成电路的理想沟道材料，进一步缩小晶体管的尺寸和提高其性能。为满足集成电路加工工艺和器件成品率对沟道材料的苛刻要求，二维半导体单晶薄膜的大面积制备尤为关键与重要。然而，现有二维半导体材料体系（过渡金属硫族化合物、黑磷等）薄膜制备仍未满足现实要求，因此亟需实现晶圆级二维半导体单晶薄膜制备技术的突破。 该研究瞄准二维半导体材料的晶圆级单晶制备，率先实现了同时具有高电子迁移率、合适带隙、环境稳定的二维半导体（硒氧化铋，Bi2O2Se)单晶晶圆的外延生长。他们基于自主设计搭建的双温区化学气相沉积系统，在商用的钙钛矿单晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se与钙钛矿完美的晶格匹配性及较强的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圆级单晶薄膜。Bi2O2Se单晶薄膜在晶圆尺寸上表现出优异的材料和电学均匀性，可被用于批量构筑高性能场效应晶体管。基于晶圆级二维Bi2O2Se单晶薄膜的标准顶栅型场效应晶体管展现了高的室温表观迁移率（>150 cm2/V s）、大的电流开关比（>105）和较高的开态电流（45μA/μm）。相关成果发表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。

北京大学 2021-04-11

大尺寸宽禁带半导体氮化镓单晶衬底产业化技术

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。

南京大学 2021-05-10

英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化

金刚石半导体集热、电、声、机械等特性于一体，在禁带宽度、击穿场强、迁移率和热导率等方面远高于其他半导体，被称为“终极半导体”。英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化，可以极大地推进我国半导体的革命性变革，实现我国微电子行业的跨越式发展，达到国际先进水平。本项目在国家“千人计划特聘专家”王宏兴的推动下，已经完成了两种微波等离子体CVD设备的设计和制造，利用这些设备已经完成了英寸级单晶金刚石衬底的工程样品，实现了克隆衬底工艺的全线贯通，具有小批量产业化能力。按照日本相关公司的预测，随着金刚石半导体的发展，在2030年，中国的市场规模达到100亿美元。由于金刚石生产中的主要成本是甲烷、氢气和消耗电力的费用，成本较低，经济效益显著。 金刚石半导体特性 关键设备-MPCVD 克隆技术 单晶金刚石衬底

西安交通大学 2021-04-11

分米量级尺寸的六方氮化硼二维单晶的制备

团队与合作者首次报道了米级单晶Cu(111)衬底的制备方法，并在此基础上实现了米级单晶石墨烯的外延生长（Science. Bulletin 2017, 62, 1074）。与石墨烯不同，六方氮化硼等其它绝大多数二维材料不具有中心反演对称性，其外延生长普遍存在孪晶晶界问题：旋转180°时晶格方向发生改变，外延生长时不可避免地出现反向晶畴，而在拼接时形成缺陷晶界。 开发合适对称性的外延单晶衬底是解决这一科学难题的关键。研究团队探索出利用对称性破缺的衬底外延非中心反演对称二维单晶薄膜的新方

南方科技大学 2021-04-14

一种磷硅镉单晶体的生长方法与生长容器

一种磷硅镉单晶体的制备方法，以富磷CdSiP2多晶粉末为原料，工艺步骤为：（1）生长容器的清洗与干燥；（2）装料；（3）将装有生长原料并封结的双层坩埚放入三温区管式晶体生长炉，然后将生长炉的高温区和低温区以30~60℃/h的速率分别升温至1150~1180℃、950~1050℃，并保持该温度，继后调节梯度区的温度，使温度梯度为10~20℃/cm，当所述生长原料在高温区保温12~36h后，控制双层坩埚以3~6mm/day匀速下降，当双层坩埚下降到低温区并完成单晶生长后，使其停止下降，在低温区保温24~72h，保温时间届满，将高温区、梯度温区、低温区的温度同时以20~60℃/h降至室温。一种单晶体生长容器，由内层坩埚和外层坩埚组成，内层坩埚与外层坩埚之间的环形腔室内加有调压用CdSiP2多晶粉末。

四川大学 2021-04-11

江苏超芯星半导体有限公司研发碳化硅单晶生长技术

公司主营业务为第三代化合物半导体材料，当前产品为 6 寸碳化硅晶体、衬底，未来可拓展至设备和外延技术领先。公司创始人在碳化硅行业有15年以上经验，曾任国际知名碳化硅衬底企业Norstel高级研发工程师，回国后任世纪金光研发副总，获得北京市特聘专家等荣誉，担任国家01专项6寸碳化硅衬底项目负责人，研发出6寸衬底，具备丰富的长晶和设备经验，是国内为数不多的几个掌握碳化硅技术的人员之一。碳化硅半导体材料行业前景广阔，国内碳化硅材料处于起步阶段，落后于国外，能量产的企业很少，6寸衬底都还没实现量产，有技术的新企业仍然有机会。公司团队技术领先，研发出6寸衬底，创始人在行业内知名度高，行业人脉丰富，下游多家器件厂商愿意采购产品形成战略合作，具备量产6寸衬底能力。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！

四川大学 2021-04-10

一种半导体激光器泵浦的克尔透镜锁模钛宝石激光器

本发明公开了一种半导体激光器泵浦的克尔透镜锁模钛宝石激 光器，包括：第一半导体激光器，用于发射蓝绿波段的连续激光来泵 浦谐振腔内的钛宝石晶体；谐振腔用于使近红外波段的激光发生振荡 和锁模输出飞秒脉冲激光；干涉仪使飞秒脉冲激光产生拍频信号得到 载波包络偏移频率；反馈调节单元用于调节谐振腔端镜的前后位置和 倾斜度以及半导体激光器输出激光的功率，从而保持重复频率和载波 包络偏移频率的稳定。本发明可以输出重复频率和载波包络偏

华中科技大学 2021-04-14

一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法

专利内容是本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法，缓解了衬底与薄膜之间的应力产生，得到的单晶石榴石厚膜可作为磁光或微波厚膜应用，该方法制得的磁光厚膜的厚度可达100µm以上。

电子科技大学 2021-02-01

基于 Bi 基四元卤化物单晶的半导体辐射探测器及制备方法

本发明公开了一种基于 Bi 基四元卤化物单晶的半导体辐射探测 器及其制备方法，涉及半导体材料制备的射线成像探测器技术领域。 所述的半导体辐射探测器结构包括以Bi基四元卤化物单晶作为射线吸 光层，电子选择性接触选择层，空穴选择性接触层，分别贴合在所述 吸光层的两面，两个电极分别与两个选择性电荷接触层接触，作为器 件的正极和负极。本发明的半导体辐射探测器具备高灵敏度，环境友 好，稳定等优点。

华中科技大学 2021-04-14

一种二维过渡金属二硫族化合物单晶及其制备方法和应用

本发明公开了一种二维过渡金属二硫族化合物单晶及其制备方法和应用。在惰性气氛中，借助常见 的可与硫族单质(S，Se)反应的金属和氢气辅助控制体系中 S 或 Se 的浓度，以达到控制过渡金属层硫化 或硒化程度的目的，利用化学气相沉积方法可控地生长 TMDs 单晶;将沉积时的温度控制为 750°C至 850°C，并且沉积时间控制为 5 至 15 分钟，完成 TMDs 

武汉大学 2021-04-14