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["成果名称：","III族氮化物的低温外延生长技术"]
["登记日期：","2023-01-13"]
["完成单位：","河源市众拓光电科技有限公司,中兴通讯股份有限公司,华南理工大学,深圳市奥伦德科技股份有限公司,佛山电器照明股份有限公司"]
["完成人员：","李国强,王喜瑜,王文樑,朱奕光,衣新燕,吴质朴"]
["研究起止日期：","2015-12-01至2019-08-31"]
["主要应用行业：","制造业"]
["高新技术领域：","新材料"]
["评价单位：","中国有色金属学会"]
["评价日期：","2021-10-07"]
["成果简介：","III族氮化物材料属于半导体材料与器件领域。以III族氮化物为代表的第三代半导体材料生长与器件制备技术是解决外国对我国5G关键战略“卡脖子”技术封锁的关键所在。当前，III族氮化物外延材料与器件已取得长足进步，但在材料生长、结构设计、器件制备方面始终面临瓶颈，具体表现为以下三个方面：（1）III族氮化物外延材料晶体质量依然较差；（2）器件（能量转换）效率有待进一步提升；（3）传统工艺及装备生产成本较高，生产良率低。 为克服III族氮化物材料与器件面临的问题，项目组沿“低温生长→结构设计→器件制备”全线程研究，突破了多种问题的挑战，取得了以下主要成果： （1）提出了一种激光光栅辅助PLD的低温外延生长方法，有效抑制了衬底和III族氮化物之间的界面反应并改善了等离子体羽辉在空间的分布状态，实现了具有异质突变界面的外延薄膜生长，厚度不均匀性从10.8%降低至 1.1%； （2）发明了一种PLD低温外延结合MOCVD高温外延的两步生长法，大幅降低了III族氮化物外延材料缺陷密度至 107cm-2的同时实现了多种器件外延材料的高效掺杂，大幅提升载流子输运性能，器件能量转化效率普遍提升超过20%； （3）发明/改造了多套针对III族氮化物器件制作关键装备，实现了多种器件的生产效率提高超过25%，生产成本相对降低超过35%，同时器件性能超过国际同类主流产品20%； 项目技术获授权美国、欧洲、加拿大等国内外发明专利56件，PCT专利6件，建立了完善的专利池；发表包括Advanced Functional Materials、IEEE Electron Device Letter、Applied Physics Letters等高影响力学术论文30篇；在国际学术会议上作邀请报告等30余次。采用该技术，项目组研制了多种新型高性能III族氮化物器件：5G通讯用单晶AlN高性能SABAR滤波器，插入损耗低至1.5dB；量产的Si衬底上垂直结构大功率LED芯片，光效超过200 lm/W@350 mA；汽车逆变器、手机快充用GaN功率器件，其击穿电压达1150 V。 所制造的第三代半导体芯片，已经实现在众拓光电、中兴通讯、佛山照明、奥伦德等公司的产业化，应用项目技术的微基站产品已部署在北京万达广场、浙江乌镇的互联网大会展馆、北京CCTV大厦、广州白云机场等重大工程，开发的LED产品应用在上合组织峰会LED显示屏、“一带一路”国际合作高峰论坛显示屏等多项重大照明工程上。项目成果近三年产生的直接经济效益20亿元。"]