近日，九峰山實驗室科研團(tuán)隊首次在全球?qū)崿F(xiàn)了8英寸硅基氮極性氮化鎵（N-polar GaNOI）高電子遷移率材料的制備。這一成果將推動射頻前端等系統(tǒng)級芯片在頻率、效率、集成度等方面的提升，為下一代通信、自動駕駛、雷達(dá)探測、微波能量傳輸?shù)惹把丶夹g(shù)發(fā)展提供有力支撐。

氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)的極性方向?qū)ζ骷阅芎蛻?yīng)用有重要影響，主要分為氮極性氮化鎵和鎵極性氮化鎵兩種相反的極化類型。已有研究表明，在高頻、高功率器件等領(lǐng)域，氮極性氮化鎵比傳統(tǒng)的鎵極性氮化鎵技術(shù)優(yōu)勢更明顯。但由于嚴(yán)苛的材料生長條件、高度復(fù)雜的工藝等瓶頸制約，目前國際上僅有少數(shù)機(jī)構(gòu)可小批量生產(chǎn)2-4英寸氮極性氮化鎵高電子遷移率襯底材料，且成本昂貴。

九峰山實驗室此技術(shù)成果，是全球首次在8英寸硅襯底上實現(xiàn)氮極性氮化鎵高電子遷移率功能材料（N-polar GaNOI）制備，打破了國際技術(shù)壟斷。主要突破體現(xiàn)在：一是成本控制，采用硅基襯底，兼容8英寸主流半導(dǎo)體產(chǎn)線設(shè)備，深度集成硅基CMOS工藝，使該技術(shù)能迅速適配量產(chǎn)工藝；二是材料性能提升，材料性能與可靠性兼具；三是良率提升，鍵合界面良率超 99%。這些突破為該材料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了重要基礎(chǔ)。

氮極性氮化鎵材料在高頻段（如毫米波頻段）的性能非常出色，這對于需要高頻操作的領(lǐng)域來說十分重要，5G/6G通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域都有望從中獲益。一旦突破量產(chǎn)技術(shù)臨界點(diǎn)，氮極性氮化鎵材料將在以上領(lǐng)域開辟新的應(yīng)用場景，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到革新性推動作用。