近日，九峰山實(shí)驗(yàn)室傳來振奮人心的消息，其科研團(tuán)隊(duì)成功制備出全球首塊8英寸硅基氮極性氮化鎵（N-polar GaNOI）高電子遷移率材料，這一成就標(biāo)志著我國在先進(jìn)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。

這項(xiàng)技術(shù)的突破，不僅打破了長期以來國際上的技術(shù)壁壘，更為射頻前端等系統(tǒng)級芯片的性能提升開辟了新途徑。在頻率、效率以及集成度等多個(gè)維度上，這一創(chuàng)新將為下一代通信技術(shù)、自動(dòng)駕駛、雷達(dá)探測以及微波能量傳輸?shù)阮I(lǐng)域提供強(qiáng)有力的支撐。

氮化鎵，作為一種具有優(yōu)異性能的半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)的極性方向?qū)ζ骷阅苡兄陵P(guān)重要的影響。氮極性氮化鎵和鎵極性氮化鎵是兩種主要的極化類型，而在高頻、高功率器件的應(yīng)用場景中，氮極性氮化鎵展現(xiàn)出了更為突出的技術(shù)優(yōu)勢。

然而，氮極性氮化鎵材料的制備難度極大，對生長條件的要求極為嚴(yán)苛，工藝也相當(dāng)復(fù)雜。因此，全球范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)2-4英寸氮極性氮化鎵高電子遷移率襯底材料的機(jī)構(gòu)寥寥無幾，且成本居高不下，這極大地限制了其應(yīng)用范圍的拓展。

九峰山實(shí)驗(yàn)室的這次突破，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，團(tuán)隊(duì)采用了硅基襯底，這一創(chuàng)新使得該技術(shù)能夠與8英寸主流半導(dǎo)體產(chǎn)線設(shè)備完美兼容，同時(shí)深度集成了硅基CMOS工藝，從而大幅度降低了生產(chǎn)成本，并為大規(guī)模量產(chǎn)提供了可能。其次，所制備的材料在性能上實(shí)現(xiàn)了顯著提升，不僅具有高電子遷移率，還展現(xiàn)出了優(yōu)異的可靠性。最后，鍵合界面的良率超過了99%，這為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

氮極性氮化鎵材料在高頻段，特別是毫米波頻段的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，因此被視為5G/6G通信、衛(wèi)星通信以及雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域的理想選擇。隨著這一技術(shù)的不斷成熟和推廣，我們有理由相信，它將在多個(gè)高科技領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級和創(chuàng)新。