九峰山实验室科研团队近日取得重大突破,成功在全球范围内首次实现了8英寸硅基氮极性氮化镓(N-polar GaNOI)高电子迁移率材料的制备。这一里程碑式的成果不仅打破了国际技术垄断,更为射频前端等系统级芯片在频率、效率、集成度等方面的提升提供了强有力的技术支持,将推动下一代通信、自动驾驶、雷达探测、微波能量传输等前沿技术的快速发展。
氮化镓晶体结构的极性方向对器件性能和应用具有决定性影响,主要分为氮极性氮化镓和镓极性氮化镓两种极化类型。
研究表明,在高频、高功率器件领域,氮极性氮化镓相较于传统的镓极性氮化镓展现出显著的技术优势。然而,由于材料生长条件严苛、工艺复杂等瓶颈,目前全球仅有少数机构能够小批量生产2-4英寸氮极性氮化镓高电子迁移率衬底材料,且成本高昂,限制了其大规模应用。
九峰山实验室的突破性成果主要体现在以下几个方面:首先,通过采用硅基衬底,该技术兼容8英寸主流半导体产线设备,并深度集成硅基CMOS工艺,显著降低了生产成本,同时为大规模量产提供了便利条件;其次,材料性能得到显著提升,兼具高电子迁移率和优异的可靠性;最后,键合界面良率超过99%,为大规模产业化奠定了坚实基础。
氮极性氮化镓材料在高频段(如毫米波频段)表现出色,特别适用于5G/6G通信、卫星通信、雷达系统等高频操作领域。随着这一技术的成熟和推广,未来有望在多个高科技领域实现广泛应用,推动相关产业的升级与革新。