SiC衬底上外延生长高性能氮化镓基电子材料

• 应用领域：基于GaN基电子材料的微波功率器件和电力电子器件可以广泛应用于移动通信基站等新一代信息产业领域。据美国Cree公司估计，如果在新一代无线通讯基站中以 GaN 基功率器件替代目前常用的Si LDMOS管使之成为无线基站射频功放的主流功率放大器
• 知识产权：本技术所涉及到的材料结构和制作方法已申请并获得授权的国家发明专利 4项

氮化镓（GaN）基电子材料是发展新一代GaN基微波功率器件和电力电子器件的基础，处于信息产业链的高端，是各国竞相占领的新一代战略高技术制高点，也是推动和发展我国新一代信息产业的重要机遇。  

半导体所半导体照明研发中心主持国家重点研发计划项目专项“战略性先进电子材料 —面向下一代移动通信的GaN基射频器件关键技术及系统应用”的课题1“ SiC单晶制备及GaN外延生长”，已经攻克了大尺寸碳化硅和硅衬底上GaN基电子材料外延生长的关键科学技术问题，在高阻GaN外延材料、高迁移率GaN外延材料、高迁移率AlGaN/GaN异质结结构材料等方面形成了系统的自主知识产权，设计并研制出了多种具有特色的AlGaN/GaN异质结构电子材料。适于研制生产高频、大功率GaN基功率器件、单片集成电路和电力电子器件，可广泛应用于手机基站、航空航天、卫星通信、智能电网、电动汽车、高速列车等领域，具有重大应用前景和市场潜力。

技术特点

该技术是采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，在碳化硅或者硅衬底上外延高性能GaN基电子材料，采用本技术研制的GaN基电子材料，生长速度快、材料质量好，重复性和均匀性高。

采用该技术所研制的外延材料性能为国内领先水平，外延材料方块电阻：300-400Ω/之间可调；方块电阻片内不均匀性：优于3%；室温二维电子气迁移率：大于2300cm2/Vs；外延材料尺寸：2英寸或4英寸，并可扩展更大尺寸。

专利情况

本技术所涉及到的材料结构和制作方法已申请并获得授权的国家发明专利 4项。 

应用领域及市场前景

基于GaN基电子材料的微波功率器件和电力电子器件可以广泛应用于移动通信基站等新一代信息产业领域。据美国Cree公司估计，如果在新一代无线通讯基站中以 GaN 基功率器件替代目前常用的Si LDMOS管使之成为无线基站射频功放的主流功率放大器件，可减少高达20%的功耗，每年将节省60TWh的电能。