西安交大王宏兴教授团队实现2英寸异质外延单晶金刚石衬底量产

近日，西安交大研究团队采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的批量化。

该团队通过对成膜均匀性、温场及流场的有效调控，提高了异质外延单晶金刚石成品率。衬底表面具有台阶流（step-flow）生长模式，可降低衬底的缺陷密度，提高晶体质量。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别小于91arcsec和111arcsec，达到世界领先水平。

金刚石半导体具有超宽禁带、高击穿场强、高载流子饱和漂移速度、高热导率等材料特性，以及优异的器件品质因子，采用金刚石衬底可研制高温、高频、大功率、抗辐照电子器件，克服器件的“自热效应”和“雪崩击穿”等技术瓶颈，在5G/6G通信，微波/毫米波集成电路、探测与传感等领域发展起到重要作用。目前，金刚石电子器件的发展受限于大尺寸、高质量的单晶衬底。硅、蓝宝石等衬底的商业化，为异质外延单晶金刚石提供了前提条件。

据悉，西安交大宽禁带半导体材料与器件研究中心于2013年建立，实验室主任为国家级特聘专家王宏兴教授。实验室经过近10年的发展，已形成具有自主知识产权的金刚石半导体外延设备研发、单晶/多晶衬底生长、电子器件研制等系列技术，已获授权48项专利。与国内相关大型通信公司，中国电科相关研究所等开展金刚石半导体材料与器件的广泛合作，促进了金刚石射频功率电子器件、电力电子器件、MEMS等器件的实用性发展。

据陕创投消息，为了加速该项技术的快速产业化，王宏兴教授带领团队于2016年成立了西安德盟特半导体科技有限公司，全面启动了相关技术成果在市场端的转化应用。2021年，陕创投汉中基金向德盟特半导体 投资1500万元，协助德盟特半导体将研发生产基地落地到汉中高新区。德盟特半导体已经在汉中建成了中试生产线。（校对/韩秀荣）