成果簡(jiǎn)介：本成果提供一種氧化鋅體單晶生長(zhǎng)技術(shù),。作為第三代半導(dǎo)體的核心基礎(chǔ)材料之一的ZnO晶體既是一種寬禁帶半導(dǎo)體，又是一種具有優(yōu)異光電性能和壓電性能的多功能晶體,。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的科研人員研究掌握了一種生長(zhǎng)高質(zhì)量,、大尺寸ZnO單晶材料的新型技術(shù)方法-化學(xué)氣相傳輸法（CVT法），而且采用CVT法已生長(zhǎng)出了直徑32毫米和直徑45毫米,，4毫米厚的ZnO單晶,。這種ZnO單晶材料的位錯(cuò)密度為200cm-2，顯示了相當(dāng)好的材料質(zhì)量,。與生長(zhǎng)ZnO單晶的其它方法相比,，采用閉管CVT法生長(zhǎng)ZnO單晶的突出優(yōu)點(diǎn)是生長(zhǎng)設(shè)備成本低、生長(zhǎng)速度快,、材料的質(zhì)量好,。此外，整個(gè)生長(zhǎng)過程在封閉的石英管內(nèi)進(jìn)行,，無(wú)需攜載氣體,，因而進(jìn)一步降低了材料的生長(zhǎng)成本。這項(xiàng)技術(shù)的突破對(duì)于提供價(jià)格低,、質(zhì)量好的ZnO單晶襯底材料,，滿足研制新型藍(lán)光、紫外光器件的需求具有重要的意義,。 應(yīng)用前景： ZnO單晶作為一種寬帶半導(dǎo)體材料具有許多應(yīng)用潛力,，如制作高效率蘭色、紫外發(fā)光和探測(cè)器,、新型大功率微波器件等,。除此之外，ZnO單晶所具有的光學(xué),、電學(xué)和結(jié)構(gòu)特性優(yōu)于GaN,、SiC等其它的寬禁帶材料，這包括高的激子束縛能（ZnO為60meV,，GaN為25meV）,，具有很好的抗輻照性能，對(duì)可見光透明,，適合進(jìn)行濕法化學(xué)加工處理等,。這些特性使得ZnO光電器件在民用方面可用于超高密度光存儲(chǔ)、全色顯示,、白光照明,、激光打印,、火焰?zhèn)鞲衅鳌⑽廴緳z測(cè)儀,、紫外光控制器、紫外光譜儀,、透明大功率電子器件和太陽(yáng)能電池的窗口材料等,；軍用方面可用于激光器、飛機(jī)和導(dǎo)彈尾焰紫外探測(cè),、生化戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)和紫外報(bào)警器等,。此外，ZnO還具有優(yōu)異的壓電特性和體敏特性,，可用于制備高性能的聲換能器,，聲表面波器件(SAW)和可燃?xì)怏w傳感器件(gas sensor)。ZnO還是綠色環(huán)保的透明電極材料,，可替代傳統(tǒng)的ITO電極用于太陽(yáng)能電池和OLED顯示器,。ZnO基薄膜晶體管（TFT）擁有比傳統(tǒng)非晶硅（a-Si:H）和多晶硅TFT 更高的遷移率（因而更快的速度），更長(zhǎng)的壽命,，并且對(duì)可見光透明,，有望能大大提高液晶顯示器的性能。摻入過渡金屬Co,，Mn等的ZnO具有鐵磁性,，可望在自旋電子器件中得到應(yīng)用。 隨著以上技術(shù)領(lǐng)域的研究和發(fā)展,，對(duì)ZnO單晶襯底材料的需求將不斷增長(zhǎng),。因此，研究開發(fā)大尺寸ZnO單晶材料的生長(zhǎng)技術(shù)將有良好的應(yīng)用前景,。 投資與效益 本項(xiàng)目預(yù)計(jì)需要投資800萬(wàn)元,，用于廠房建設(shè)、購(gòu)買單晶生長(zhǎng)爐,、單晶的切割,、研磨、拋光和清洗腐蝕設(shè)備各一臺(tái)（套）,，以及晶片檢測(cè)用的顯微鏡等,。以10臺(tái)生長(zhǎng)爐每年可生長(zhǎng)800爐次，預(yù)計(jì)可生產(chǎn)2英寸直徑的ZnO單晶片3000片,。 目前2英寸ZnO單晶片的價(jià)格估計(jì)為2-10萬(wàn)元/片,，因此，年產(chǎn)值至少可達(dá)6千萬(wàn)元,。 合作方式： 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)入股,。 |
