根据《北京市科学技术奖励工作办公室/关于2019年度北京市科学技术奖提名工作的通知【京奖文〔2019〕19号】》要求,现将我校2019年度北京市科学技术奖提名项目进行公示,公示期:2019年9月4日至2019年9月17日。在公示期内,有异议者必须采用书面形式,写清异议的内容,并应署其姓名、联系方式(如需保密,请注明)。异议材料请交至科研院科技协作与成果部(教一楼503室)。
项目名称:超宽禁带半导体氧化镓外延薄膜及其光电器件研究
提名单位:北京邮电大学
提名意见:
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合北京市科学技术奖励工作办公室的填写要求。按照要求,我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示,无异议。北京邮电大学是一所以信息科技为特色的研究型大学,随着信息科技,特别是5G通讯技术的发展,信息功能材料与器件越来越成为制约未来信息技术发展的瓶颈。宽禁带半导体在5G通讯、新能源汽车、轨道交通等领域有重要的应用价值。氧化镓是超宽禁带半导体是高功率电力电子器件和日盲紫外探测器件的关键基础材料,已经成为新一代半导体国际竞争的热点。该项目团队是国内最早关注并开展氧化镓半导体研究的团队之一。多年来聚焦氧化镓薄膜的外延生长、物性及器件等方面前沿领域、基础科学问题的研究,取得了一系列创新性成果。国际上率先开展氧化镓高质量外延薄膜的生长及掺杂性能调控的关键科学和核心技术问题的系统研究,并实现了氧化镓基日盲紫外探测分立及阵列器件,可以满足日盲紫外探测成像系统的应用,已经成为氧化镓光电器件领域代表性工作。该项目提出和发展新思想、新方法,丰富了氧化镓薄膜材料的理论和实践。该项目已在Appl. Phys. Lett.等领域内一流期刊上发表SCI收录论文50多篇,SCI他引771次。6篇代表作被国际著名学者及其团队正面引用和采用,总SCI他引316次,单篇最高SCI他引111次,发表氧化镓外延薄膜及探测器方面的论文国际排名第一,成为国际氧化镓研究最活跃的研究团队之一,引领了氧化镓薄膜及其相关光电器件领域发展。在科创资金的支持下,团队在氧化镓超宽禁带半导体产业化又先行一步,参与超宽禁带半导体新的国际竞争,并且取得较好的进展,得到北京市、顺义区及中关村科技园区的重点关注。
提名该项目为北京市科学技术奖(自然科学奖)(一等奖)。
项目简介:
氧化镓(Ga2O3)是一种新型的超宽禁带氧化物半导体材料,相比于GaN和SiC等第三代半导体,具有禁带宽度更大、击穿场强更高、成本更低等突出优点,是深紫外光电子器件和超高压功率器件的优选材料之一,在军事、能源、医疗、环境等领域具有重要应用价值。近年来,特别是高质量2英寸单晶的成功获得以来,Ga2O3材料与器件的研究,呈现出快速发展势头,是国际学术研究的前沿热点和技术竞争的核心领域。该项目面向发展Ga2O3基光电及功率器件的迫切需求,突破Ga2O3高质量外延薄膜生长及掺杂性能调控的关键科学和核心技术问题。主要科学发现点如下:
1)建立了c面α-Al2O3衬底与β-Ga2O3的外延关系,实现了沿晶面择优生长平行于b轴的具有高迁移率的β-Ga2O3外延薄膜。揭示了不同衬底、元素掺杂等对Ga2O3薄膜晶相择优生长的影响,获得了稳定的亚稳相α-、ε-、γ-Ga2O3外延薄膜,为发展Ga2O3异质外延技术提供科学依据。
2)阐明了Au/Ti电极与Ga2O3薄膜间的金半接触关系,通过原位退火调控Ga2O3外延薄膜氧空位表面态,实现了Ti/β-Ga2O3界面从欧姆型向肖特基型转变,有效地调控了金/半界面载流子的输运方式。针对本征Ga2O3内氧空位浓度高的问题,提出并实现利用变价元素掺杂有效抑制滋生载流子的新方法。
3)系统研究了Ga2O3的日盲紫外光谱响应特性,成功制备了Ga2O3基日盲紫外探测分立及阵列器件,器件对日盲波段紫外光的响应度、探测率、紫外/可见抑制比、响应时间等指标均可以满足日盲紫外探测成像系统的应用。β-Ga2O3/p-Si异质结日盲探测器的光响应度高达370 A/W@10V@254nm,量子效率达1.8×10^5%,保持Ga2O3薄膜异质结探测器最高记录。
已在领域内一流刊物上发表Ga2O3相关SCI论文54篇,4篇为ESI高被引论文,被AM等国际知名期刊SCI他引771次,六篇代表作SCI他引316次,单篇最高SCI他引111次,3篇代表作为ESI论文。被国际晶体生长组织(IOCG)前主席、第二届Ga2O3国际研讨会主席Roberto Fornari教授等国际著名学者多次正面引用及评价。美国空军研究实验室在Ga2O3技术评估报告中指出我们在Ga2O3薄膜日盲探测器研究中非常活跃“very active”。目前申请相关专利20余项,已授权5项。凭借国际领先的技术优势和高层次人才团队成立了国内首家,国际第二家专业从事超宽禁带半导体产业化的创新型高科技企业--北京镓族科技有限公司,开启宽禁带半导体氧化镓产业化新征程。目前可小批量提供2英寸β-Ga2O3单晶基片和外延薄膜,以及氧化镓基日盲紫外探测器件。
(其他公示内容见附件)
联系人:刘红
联系电话:62282052
邮 箱:liuhong@bupt.edu.cn
地 址:教一楼503室
科学技术研究院
二〇一九年九月四日