上世紀80年代初，化學氣相沉積（CVD）金剛石研究興起，這是一種通過高溫將氫氣和碳氫氣體（通常是甲烷CH₄）分解成碳氫活性基團，在一定條件下，在襯底材料上沉積出金剛石的方法——相比傳統高溫高壓法（HTHP）金剛石顆粒較小且含有觸媒等雜質，該方法能夠沉積大尺寸和高純度薄膜，這成為金剛石應用于半導體工業的前提基礎。隨著研究的深入，經過對不同CVD技術的嘗試和篩選，微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）以更好的控制和更高的沉積速率逐步成為產業化的首選路線。而在該技術不斷完善的同時，相關研究也開始偏重于挖掘CVD金剛石材料在半導體領域的應用潛力……

王宏興教授團隊實現2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底量產

我國是人造金剛石大國，這個“大”主要是指HTHP金剛石，通常也叫工業金剛石，主要利用其極高的硬度用于切割、磨削等應用。真正被譽為“終極半導體”的其實是CVD金剛石，但國內這方面的研究長期空白。2013年，作為西安交大引進的國家級特聘專家人才王宏興組建西安交大寬禁帶半導體材料與器件研究中心，帶領團隊科研人員開始攻關，歷經10年潛心研發，目前已形成具有自主知識產權的金剛石半導體外延設備研發、單晶/多晶襯底生長、電子器件研制等系列技術，有力支撐和推動我國金剛石半導體產業發展。例如，摻雜一直是金剛石材料在電子器件應用中的一個瓶頸，特別是n型摻雜難度較大。王宏興教授團隊的重要成果之一就是研制出n型高效摻雜MPCVD設備，將摻雜效率提高兩個數量級，這正是金剛石p-n結器件工業應用的關鍵前置條件。

王宏興帶領團隊在實驗室研發攻關的同時還與國內相關大型通信公司、中國電子科技集團相關研究所等開展金剛石半導體材料與器件研發應用的廣泛合作，促進了金剛石射頻功率電子器件、電力電子器件、MEMS等器件的實用性發展。而這些已成為目前AI硬件性能提升的重要參考和借鑒，如將金剛石薄膜用于AI加速器芯片的散熱層，保持系統穩定運行并延長使用壽命；如在國防、航空航天以及自動駕駛領域等極端或特殊場景，金剛石的耐高溫耐輻射特性能讓AI芯片可靠運行；還比如金剛石基MOSFET等功率器件能夠在較低的損耗下實現更高頻率和更高功率的處理等等。

10月22-23日，深圳“新材料為AI產業提速”先鋒論壇上，王宏興教授將做題為“金剛石半導體材料與器件的新進展”的報告，結合摻雜、薄膜生長、器件設計，清晰展現金剛石半導體前沿技術、材料和實踐有機結合的產業全景。歡迎了解會議詳情并報名參會！

報告人簡介

王宏興，1979/09-1983/07西安交通大學電子工程系，工學學士；1988/09-1991/06西安交通大學電子工程系，工學碩士；1998/10-2001/09日本德島大學研究生院，工學博士。

西安交通大學，電信學院電子科學與技術系，教授/博士生導師，電子物理與器件教育部重點實驗室主任，美國電氣學會（IEEE）、日本應用物理學會（JSAP）、日本電氣學會（IEEJ）、美國顯示學會（SID）和美國化學學會（ACS）委員、陜西省真空學會理事長。

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