在推动高校服务区域高质量发展的浪潮中,浙江大学传来了一项令人瞩目的科研突破。该校的科研团队,在中国科学院院士杨德仁与张辉教授的带领下,成功研发出一种新型熔体法,该方法拥有完全自主知识产权,用于生长大尺寸氧化镓单晶衬底。
氧化镓,作为一种新兴的超宽禁带半导体材料,因其独特的电学性能而备受瞩目。其超宽带隙约为4.8 eV,击穿电场强度高达8 MV/cm,这些特性使得氧化镓在电网、新能源汽车、轨道交通以及5G通信的电力电子器件中具有广泛的应用前景。然而,高质量、低成本的氧化镓单晶及衬底的制备一直是行业内的技术难题。
浙江大学科研团队在这一领域取得了显著进展。他们不仅自主研发了氧化镓专用晶体生长设备,还首次在国内采用垂直布里奇曼法(VB)成功生长出了2英寸氧化镓单晶。这一成就不仅标志着中国在氧化镓单晶制备技术上的重大突破,更为后续研究奠定了坚实基础。
该团队还成功制备出了3英寸晶圆级(010)氧化镓单晶衬底,这是目前国际上公开报道的最大尺寸,达到了国际领先水平。这一成果的取得,不仅提升了中国在氧化镓材料领域的国际竞争力,更为下游产业的发展提供了有力支撑。
为了进一步降低氧化镓单晶衬底的成本,浙江大学科研团队在晶锭厚度上进行了创新。他们成功生长出了厚度20mm以上的6英寸氧化镓单晶,这一厚度在同等直径下单晶晶锭中达到了国际领先。结合超薄衬底加工技术,单个晶锭的出片量可以达到原有的3-4倍,单片成本较原来降低了70%以上。这一创新不仅大幅提高了生产效率,更降低了生产成本,为氧化镓材料的广泛应用奠定了坚实基础。
浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院的金竹研究员表示,浙大科研团队的这一系列成果,不仅为国家重大需求提供了有力支撑,更为氧化镓材料产业的发展注入了强劲动力。提高氧化镓单晶晶锭厚度,还有利于制备各种晶向以及斜切角度的大尺寸衬底,满足下游不同外延和器件环节的特殊需求。
浙江大学科研团队的这一系列创新成果,不仅展示了中国在半导体材料领域的科研实力,更为全球半导体产业的发展贡献了中国智慧和力量。