金刚石作为一种“终极半导体资料”，在力、热、声、光、电等方面都具有十分优异的功能，如超宽禁带、高载流子迁移率、超高热导率、高击穿电场等，在高温、高效、超高频、超大功率半导体功率器材范畴将发挥及其重要的效果，然后成为新一代半导体芯片资料，会极大地推进5G/6G通讯、微波/毫米波集成电路、勘探与传感等范畴的快速展开。金刚石的常见晶面取向有（100）、（110）和（111），其间（100）面金刚石因为其成长速率快、晶体缺陷低然后被广泛研讨。此外，（111）面的金刚石掺杂功率更加高、外表悬挂键密度更大，也展现出了氢终端金刚石电子器材的巨大潜力。一起因为金刚石具有超高的热导率（22 W/cm·K），可作为高质量GaN资料外延衬底，有用地改进根据GaN基高功率电子器材功能，处理高电子迁移率的自热效应，然后增强器材的输出功率、可靠性以及延伸其寿数。

　　西安交大王宏兴教授研讨团队选用微波等离子体化学气相堆积（MPCVD）技能，历经10年悉心研发，独当一面开发了2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底，并成功完成批量化（图1）。通过对成膜均匀性、温场、流场及工艺参数的有用调控，完成了衬底外表台阶流（step-flow）成长形式，提高了异质外延单晶金刚石成品率与晶体质量。XRD（004）、（311）摇晃曲线弧秒，这一立异效果标志着我国在金刚石超宽禁带半导体资料范畴的研讨已到达国际领先水平，为金刚石的半导体使用奠定了根底。该效果当选了2024年度我国第三代半导体十大展开（图2）。

　　图2. 2英寸单晶金刚石异质外延自支撑衬底完成国产化荣获2024年度我国第三代半导体十大展开

　　近期，该团队初次在Ir（111）/蓝宝石异质衬底上完成了单晶金刚石（111）面的外延成长，并成功研发了尺度为20×20×0.5 mm3（1英寸）的（111）取向异质外延单晶金刚石自支撑衬底。SEM、XRD、EBSD（图3）等资料特性表征证明金刚石（111）具有十分杰出的晶体特征，资料的质量到达国际领先水平，将为高质量GaN外延奠定杰出的衬底根底，推进高功率密度金刚石基GaN基射频电子器材的展开。

　　西安交通大学宽禁带半导体资料与器材研讨中心于2013年树立，实验室主任为王宏兴教授，通过近10年的展开，已构成具有自主知识产权的金刚石半导体外延设备研发、单晶/多晶衬底成长、电子器材研发等系列技能，已获授权48项专利，与国内相关大型通讯公司、我国电科等科研院所展开了金刚石半导体资料与器材的广泛协作，促进了金刚石射频功率器材、电力电子器材、MEMS等器材的实用性展开。

　　上一条：崇实书院联合各学院及职能部门展开“党委书记讲崇奉”“职能部门进书院”活动