科技日?qǐng)?bào)記者 龍躍梅

記者24日從中山大學(xué)了解到，中國(guó)科協(xié)近日正式發(fā)布2021年度“科創(chuàng)中國(guó)”系列榜單，中山大學(xué)王鋼教授團(tuán)隊(duì)科研成果榮登“先導(dǎo)技術(shù)榜”，是廣東省高校唯一入選的項(xiàng)目。王鋼教授團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)十多年自主研發(fā)的“大尺寸氧化鎵單晶薄膜異質(zhì)外延生長(zhǎng)技術(shù)及核心裝備”，將在我國(guó)乃至全球新興超寬禁帶功率半導(dǎo)體材料形成產(chǎn)業(yè)化突破口，推動(dòng)我國(guó)氧化鎵基功率電子器件的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)王鋼教授介紹，由于我國(guó)的第一代和第二代半導(dǎo)體的制備工藝、器件制造等技術(shù)水平與世界領(lǐng)先水平之間存在明顯的差距，尤其是上游裝備制造核心技術(shù)的缺失，對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域形成掣肘。

為此，王鋼教授作為技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人，依托中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院（微電子學(xué)院）以及中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，組建高水平研發(fā)團(tuán)隊(duì)，致力于新一代半導(dǎo)體材料氧化鎵的研發(fā)和裝備研制。經(jīng)過(guò)十多年努力，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)具備第四代氧化鎵半導(dǎo)體異質(zhì)外延生長(zhǎng)裝備等全產(chǎn)業(yè)鏈自主開發(fā)的能力。

王鋼在團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)氧化鎵異質(zhì)外延專用多片型MOCVD量產(chǎn)裝備前。趙楠 攝

“氧化鎵基器件被稱為‘迄今為止最堅(jiān)固耐用的晶體管’，在消費(fèi)電子、5G通信、智能電網(wǎng)、軌道交通、雷達(dá)探測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景?！蓖蹁摻淌诮榻B，“氧化鎵并不是自然物，需要人工進(jìn)行合成，是當(dāng)前德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家的研究熱點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)。此前，關(guān)于氧化鎵的不少生產(chǎn)材料、制備技術(shù)、設(shè)備知識(shí)產(chǎn)權(quán)等掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中，價(jià)格昂貴同時(shí)貿(mào)易受限，我們必須自主突破才能不受制于人?！?/p>

十多年來(lái)，王鋼教授團(tuán)隊(duì)不斷調(diào)整工藝、參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，在近萬(wàn)次的失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。研發(fā)的設(shè)備通過(guò)獨(dú)特的反應(yīng)腔設(shè)計(jì)，解決了氧化鎵薄膜材料異質(zhì)外延生長(zhǎng)過(guò)程中預(yù)反應(yīng)強(qiáng)等問(wèn)題，在提高批次的均勻性和良率方面做了大量創(chuàng)新性的工作。采用多層勻氣送氣結(jié)構(gòu)和特種噴射技術(shù)，高性價(jià)比的加熱控制系統(tǒng)，解決了大容量大尺寸反應(yīng)腔加工制造過(guò)程中的焊接組裝問(wèn)題。設(shè)備批量生產(chǎn)中的質(zhì)量控制和關(guān)鍵配件自主制造。制備的氧化鎵異質(zhì)外延單晶薄膜晶相一致、表面平整度良好。

王鋼教授團(tuán)隊(duì)成員在操作設(shè)備。趙楠 攝

“我們做的就是落地的事情，所以此前即便有核心技術(shù)的突破也沒(méi)有拿出去發(fā)表論文，算是‘十年磨一劍’。”王鋼教授告訴記者，“能有今天的成果，要感謝中山大學(xué)對(duì)探索性課題的支持，讓我們?nèi)ヌ剿饕恍](méi)有完全把握的前沿技術(shù)?！?/p>

“科創(chuàng)中國(guó)”榜單由中國(guó)科協(xié)設(shè)立，聚焦國(guó)內(nèi)優(yōu)秀科研單位和產(chǎn)研成果，代表了技術(shù)最前沿的發(fā)展方向，其中“先導(dǎo)技術(shù)榜”面向生物醫(yī)藥、資源環(huán)境、電子信息、裝備制造、先進(jìn)材料、現(xiàn)代農(nóng)林等六大領(lǐng)域，遴選出100項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用場(chǎng)景、高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的先導(dǎo)技術(shù)，目的在于打造產(chǎn)學(xué)研用融合創(chuàng)新模式，加速核心技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞： 研究成果 中山大學(xué)