西安交大成功批量制备2英寸自支撑单晶金刚石外延衬底

近期，西安交通大学的研究人员利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术大规模生产了2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底。

研究团队通过精密控制成膜均匀性、温度场及流场，显著提升了异质外延单晶金刚石的成功率。此方法采用了台阶流式生长模式，可降低衬底缺陷密度，使晶体质量得到提升。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别低于91 arc sec和111 arc sec，达到国际先进水平。

金刚石半导体因其超宽带许、高压、高载流子饱和漂移速度和优良的热导率而被青睐，尤其是其卓越的器件品质因子，使之成为制备耐高温、高频、大功率和抗辐射电子产品的理想衬底，有效解决了“自热效应”和“雪崩击穿”等关键问题。在5G/6G通信、微波/毫米波集成电路、探测与传感等领域有着不可替代的应用前景。然而，大规模高质量单晶衬底的不足限制了其发展。商业化硅、蓝宝石等衬底为此类研究提供了基础。

据了解，西安交通大学生物工程学院宽禁带半导体材料与器件研究中心，自2013年设立以来，在王宏兴教授的领导下已经形成了自主研发的金刚石半导体外延设备研发、单晶衬底生长、电子器件研制等核心技术，截至目前已有48项专利获得批准。西安交大与国内大型通信企业如华为和中国电子科技集团等拥有广泛的合作经验，推动了金刚石射频功率电子器件、电力电子器件、MEMS等器件的实用性进展。

此外，为进一步加快该科研成果的产业化步伐，王宏兴教授于2016年创办西安德盟特半导体科技有限公司。该团队于2021年由陕创投汉中基金投资1500万元，并将研发生产基地选址落户至汉中高新区，目前已经建成了中试生产线。