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2英寸GaN单晶HVPE生长研究及产业化项目
发布时间: 2022-11-02
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,微电子技术,GaN单晶HVPE生长
成果介绍
2英寸GaN单晶HVPE生长研究及产业化项目，采用自主研发的HVPE单晶生长设备，可小批量60片/月，经国内检测机构数据显示错位密度达到107cm-2。
本项目以具有重要应用背景 GaN 晶体为研究对象， 采用新型减薄-金属键合籽晶和多孔结构籽晶进行GaN 外延生长，重点解决 GaN 晶体生长过程中的应力及开裂难题、衬底分离难题，生长出高质量 2 英寸GaN 单晶衬底，并获得成熟稳定的生长工艺。在已有的 GaN 衬底加工技术基础上，进一步保证加工的稳定性和成品率，进一步减小GaN衬底表面的亚损伤层， 使衬底达到开盒即用的标准 , 能够满足大功率器件外延衬底的要求。
成果亮点
（1）自行设计并制备了 GaN 晶体生长设备，具有生长成本低，生长速度快等特点，可生长大面积、高质量的 GaN 晶体。
（2）发明了减薄-金属键合籽晶技术，该技术削弱了晶格失配和热失配对 GaN
单晶的影响；
同时由于键合金属层提供了一种柔性缓冲层，既能有效阻止籽晶发生开裂，又显著减小了 GaN 单晶的应力。
（3）发明了新型高温烧结多孔籽晶技术，使用该技术能够有效降低 GaN 晶体中的位错密度并容易制得自剥离无应力的 GaN 晶体，
该方法简单、成本低且易于工业化生产将会大大加快GaN 晶体的产业化进程。
（4）采用先进的衬底加工技术，能够有效降低晶片表面粗糙度，加工精度高，重复性好，能够满足大功率器件外延衬底的要求。
团队介绍
山东大学晶体材料研究所的研究始于1958年，1978年正式成立山东大学晶体材料研究所。1987年以晶体所为依托单位建成了山东大学晶体材料国家重点实验室。晶体所是我国研究与发展晶体材料的重要基地，它致力于功能晶体材料的生长和性能研究。
研究所依托晶体材料国家重点实验室，由材料科学与工程、物理学、化学三个一级博士学位授予点学科支撑， 拥有材料学、凝聚态物理两个国家级重点学科和博士后流动站，为研究生的培养搭建了跨学科的平台。主要研究领域包括：新功能晶体的探索和研究， 薄膜晶体材料的生长和研究，晶体生长基本过程的研究，以及相应产品的开发
成果资料
产业化落地方案
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