第三代半导体之GaN

从目前第三代半导体材料及器件的研究来看,较为成熟的第三代半导体材料是 SiC和 GaN,而 ZnO、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段. 换言之,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是目前最为成熟的,商业化程度最高的第三代半导体材料,资本市场就是如此,有的时候很浪漫,比如酒的故事可以说上200 年,有的时...     

大气条件下InP和金刚石衬底直接键合实现高效散热

磷化铟具有高电子传输速度、低接触电阻和大异质结偏移等优势,被作为下一代高频高功率电子器件的新型半导体材料.随着电子设备的小型化和高功率运行需求渐涨,这些高功率密度设备的散热问题成了集成电路行业发展的绊脚石.金刚石具有固体材料中最高的热导率 (2200 W/m/K),以金刚石作为散热衬底与器件直接键合是减小热阻的理想选择...     

PVT法制备SiC单晶的研究进展

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料,具有相比于第一、二代半导体更优异的特性,在微电子、光电子等领域有着重要的应用价值。制备得到高质量、大尺寸的SiC单晶是实现其产业应用的前提。PVT法生长SiC单晶是现今的主流生长方法。总结了PVT法生长SiC单晶的四个主要影响因素的研究进展,拟在寻找未来的研究和发展方向。     

金刚石半导体离实用越来越近

金刚石半导体具有优于其他半导体材料的出色特性,因此被誉为“终极功率半导体”。基于业界长期的研发活动,如今金刚石半导体已经开始逐步迈向实用化。但要真正普及推广金刚石半导体的应用,依然需要花费很长的时间,不过已经有报道指出,最快在数年内,将会出现金刚石材质的半导体试作样品。业界对金刚石半导体的关注程度越高,越易于汇集优势资源、加速研发速度。     

第三代半导体材料碳化硅(SiC)研究进展

第三代半导体材料碳化硅(SiC)因其禁带宽度大、热稳定性强、热导率高、抗辐射能力强等优点,以耐高温、高压、高频著称,在功率半导体领域有着广泛的应用前景而成为半导体材料的技术研究前沿和产业竞争焦点。本文详细论述了第三代半导体材料碳化硅(SiC)的生产方法、研究进展和产业化现状,提出了未来努力的方向和解决的方案,并展望了其未来的发展趋势和应用前景。     

第三代半导体材料氮化镓(GaN)研究进展

第三代半导体材料氮化镓(GaN)因其禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、击穿电压高、介电常数小、导电性能好等优点,在微电子和光电子领域有着广泛的应用前景而成为半导体材料研究的热点。本文详细阐述了第三代半导体材料氮化镓(GaN)的制备方法、研究现状及产业化进展,指出了需进一步努力的方向和解决的方案,并对其未来的发展趋势和应用前景提出了展望。     

人造金刚石散热材料

文章讨论了人造金刚石散热材料问题,包括金刚石的导热率、用人造金刚石制造散热材料的可行性以及研究这个问题可能的正确方法.     

p型半导体金刚石研究现状

在普通金刚石中掺入某些杂质元素可以使其具有更为优异的物理和机械性能。掺入硼元素可以使普通金刚石具有p型半导体特性。目前,对于p型半导体金刚石膜材料研究较多,而对于高温高压下合成的p型半导体金刚石单晶体材料研究相对较少。本文介绍了p型含硼半导体金刚石膜材料及高温高压下合成掺硼金刚石单晶体材料的研究现状。由此指出具备p型半导体特性的Ⅱb型金刚石大单晶是适合硼重掺杂的首选材料。重掺硼的Ⅱb型金刚石大单晶具备大尺寸及优良的半导体特性必将大大拓宽p型半导体金刚石的应用范围。     

超硬材料引领高端制造业发展

以金刚石为代表的超硬材料及制品被誉为“最硬最锋利的工业牙齿”。航空航天、国防军工以及光伏与电子信息等领域里的各种高难材料加工难题,在它面前都迎刃而解。而在科学家的眼中,单晶金刚石不光是“工业牙齿”,还是“终极半导体”。在7月17日召开的中国超硬材料行业发展专题研讨会上,有专家甚至表示,“没有金刚石就没有信息产业”。     

功能金刚石的发展现状及产业化前景

功能金刚石泛指金刚石的电学、光学、热学、声学等非超硬耐磨性能,这些优异性能,至今尚未得到有效挖掘。文章总结了金刚石在珠宝首饰、金刚石半导体、电子封装热沉材料、BDD电极材料、光学窗口材料、医学应用等方面的研发以及产业化现状,分析了存在的问题,认为功能金刚石的产业化进程在不同的应用领域发展不太平衡,总体上处于起步阶段。功能金刚石研发和产业化水平总体上国外全面领先,国内全方位跟进,近几年国内进步较大,特别在HTHP培育钻石、直流电弧等离子体喷射法设备以及中低端多晶膜的产业化方面具有明显的竞争优势。在CVD培育金刚石的工程化、铜-金刚石产业化、半导体金刚石的研发和工程化以及纳米金刚石在医药应用研发方面有明显进展,在纳米金刚石钢的研发和工程化方面极具创新特色,在纳米金刚石润滑油方面填补世界空白。     

水热法生长宽禁带氧化锌单晶研究进展

罗列了第三代半导体材料宽禁带氧化锌材料的发展历史与应用前景,总结了ZnO的结构性能、应用方向和制备方法,介绍了宽禁带氧化锌半导体晶体相对于氮化镓材料具有的显著优势:即具有更大的激子结合能(60meV),更低的激射阀值,有望实现室温下高效低阈值的紫外激光。氧化锌相比已获得巨大成功的氮化镓来说其原材料成本极低,环境友好,合成技术门槛低。目前氧化锌半导体材料的研究难点和热点还集中在p型掺杂材料和器件的研发方面。氧化锌优良的物理特性使其成为新一代主流宽带隙半导体材料,生长大尺寸高结晶质量的ZnO单晶对基础研究还是实际应用都有重要意义,文章还着重介绍了水热法合成氧化锌宽禁带半导体单晶的方法和技术优势,展示了我单位在水热法氧化锌单晶合成方面的最新研究进展。     

面向航天领域极端环境应用的金刚石材料及其器件

随着世界主要国家航天工程从近地轨道向深空环境推进,航天器要实现在极端环境下可靠工作面临许多新问题。从太空辐照环境恶化到可持续能源问题掣肘,从高集成、高热流器件散热困难到航天器健康监测传感器向高灵敏方向发展,上述问题都亟需发展新一代航天器技术。金刚石独特的晶体结构使其具有“硬、高、透、宽、快” 5大特性,决定了其在极端环境下表现出耐高温、耐高压、抗辐照等性能。本文主要总结了金刚石在深空探测、便携电源、智能热控、量子传感和光学窗口等航天领域的应用现状,并展望了发展前景。     

三氟化氯电子气体研究进展

简要介绍了新型电子气体三氟化氯(ClF3)的发展历史及其物化性能,主要介绍了ClF3的制备方法及其在电子工业中的应用,指出ClF3作为一种新型含氟电子气体,可用于化学气相沉积反应室原位清洗,以替代传统上使用的全氟烃及在某些场合下替代NF3;ClF3的高化学活性提高了其对半导体材料的蚀刻速率,在第三代半导体材料(如Si)...     

国外超硬材料工具的最新应用与进展（下）

为促进我国超硬材料工具的发展,对国外超硬材料工具的最新应用与发展进行了调查与分析,其中包括:金刚石与刀具的镀覆与应用,代钴预合金粉末的研制,金刚石均匀有序排列在刀头中的应用与进展,板条式CO2激光器激光焊接金刚石工具的快速发展,金刚石绳锯的创新与应用,金刚石与cBN单层钎焊在切削与磨削中的应用,环保型精密自动控制电镀工艺与装备的发展,以及金刚石工具在半导体工业中的应用.     

国外超硬材料工具的最新应用与进展（上）

为促进我国超硬材料工具的发展,对国外超硬材料工具的最新应用与发展进行了调查与分析,其中包括:金刚石与刀具的镀覆与应用,代钴预合金粉末的研制,金刚石均匀有序排列在刀头中的应用与进展,板条式CO2激光器激光焊接金刚石工具的快速发展,金刚石绳锯的创新与应用,金刚石与cBN单层钎焊在切削与磨削中的应用,环保型精密自动控制电镀工艺与装备的发展,以及金刚石工具在半导体工业中的应用.     

高导热性陶瓷的微观结构

前言随着电子设备的高速、高性能及小型轻量化。半导体元件的散热成了一个重要的问题。因此常采用高热导率的半导体基板材料或强制冷却的方式作为散热的措施。在本文中,对在传统的高热导率陶瓷     

哈工大机器人中山基地启动金刚石单晶材料项目

正大尺寸高品质金刚石单晶材料生产装备及工艺技术研发和产业化项目,在哈工大机器人中山基地正式启动。该项目今年6月成功获批广东省重点领域研发计划——第三代半导体材料与器件专项,由哈工大机器人(中山)无人装备与人工智能研究院(下称"HRG中山研究院")负责总体统筹及规划。     

金刚石热管理材料的研究进展

金刚石热管理材料已成为目前电子工业理想的散热材料之一。文章综述了金刚石热管理材料的研究现状和发展趋势,分析了影响金刚石热管理材料热导率的相关因素。结合复合材料热导率模型和实验研究,探讨金刚石-金属界面导热机制,提出了形成粘结强度高、界面热阻低的金刚石-金刚石有效导热通道有助于获得高导热封装材料。金刚石热管理材料在电子领域的应用前景广阔。     

CVD金刚石应用前景探讨

阐述CVD金刚石发展及其在工业金刚石中的重要地位.聚晶质和单晶质CVD金刚石在切削工具、散热元件、耐磨零件、高强度复合线材以及检测器等方面已取得成功的应用,但有些问题仍待解决.对单晶质CVD金刚石的突出性能及其在高科技应用的可能性与发展远景作了评述.     

Cu/金刚石复合材料研究进展

近年来,随着5G通信的发展,其核心器件的导热散热问题受到重视。在5G条件下,频率显著提高,从而导致产生的热量显著提高,影响核心器件的稳定,传统的导热散热材料无法满足需求,因此开发具有更高导热性能的材料成为当前研究热点。金刚石的导热系数是铜的5倍,而密度则为铜的近三分之一,且膨胀系数更小。将金刚石和铜进行复合,可以发挥各自优势,有效提升热导率,从而成为最有前途的新型散热材料之一。文章介绍了Cu/金刚石复合材料的研究状况,对制备方法、性能指标、影响因素等方面进行了分析,并对未来需要解决的问题进行了梳理。