上世纪80年代初，化学气相沉积（CVD）金刚石研究兴起，这是一种通过高温将氢气和碳氢气体（通常是甲烷CH₄）分解成碳氢活性基团，在一定条件下，在衬底材料上沉积出金刚石的方法——相比传统高温高压法（HTHP）金刚石颗粒较小且含有触媒等杂质，该方法能够沉积大尺寸和高纯度薄膜，这成为金刚石应用于半导体工业的前提基础。随着研究的深入，经过对不同CVD技术的尝试和筛选，微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）以更好的控制和更高的沉积速率逐步成为产业化的首选路线。而在该技术不断完善的同时，相关研究也开始偏重于挖掘CVD金刚石材料在半导体领域的应用潜力……

王宏兴教授团队实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底量产

我国是人造金刚石大国，这个“大”主要是指HTHP金刚石，通常也叫工业金刚石，主要利用其极高的硬度用于切割、磨削等应用。真正被誉为“终极半导体”的其实是CVD金刚石，但国内这方面的研究长期空白。2013年，作为西安交大引进的国家级特聘专家人才王宏兴组建西安交大宽禁带半导体材料与器件研究中心，带领团队科研人员开始攻关，历经10年潜心研发，目前已形成具有自主知识产权的金刚石半导体外延设备研发、单晶/多晶衬底生长、电子器件研制等系列技术，有力支撑和推动我国金刚石半导体产业发展。例如，掺杂一直是金刚石材料在电子器件应用中的一个瓶颈，特别是n型掺杂难度较大。王宏兴教授团队的重要成果之一就是研制出n型高效掺杂MPCVD设备，将掺杂效率提高两个数量级，这正是金刚石p-n结器件工业应用的关键前置条件。

王宏兴带领团队在实验室研发攻关的同时还与国内相关大型通信公司、中国电子科技集团相关研究所等开展金刚石半导体材料与器件研发应用的广泛合作，促进了金刚石射频功率电子器件、电力电子器件、MEMS等器件的实用性发展。而这些已成为目前AI硬件性能提升的重要参考和借鉴，如将金刚石薄膜用于AI加速器芯片的散热层，保持系统稳定运行并延长使用寿命；如在国防、航空航天以及自动驾驶领域等极端或特殊场景，金刚石的耐高温耐辐射特性能让AI芯片可靠运行；还比如金刚石基MOSFET等功率器件能够在较低的损耗下实现更高频率和更高功率的处理等等。

10月22-23日，深圳“新材料为AI产业提速”先锋论坛上，王宏兴教授将做题为“金刚石半导体材料与器件的新进展”的报告，结合掺杂、薄膜生长、器件设计，清晰展现金刚石半导体前沿技术、材料和实践有机结合的产业全景。欢迎了解会议详情并报名参会！

报告人简介

王宏兴，1979/09-1983/07西安交通大学电子工程系，工学学士；1988/09-1991/06西安交通大学电子工程系，工学硕士；1998/10-2001/09日本德岛大学研究生院，工学博士。

西安交通大学，电信学院电子科学与技术系，教授/博士生导师，电子物理与器件教育部重点实验室主任，美国电气学会（IEEE）、日本应用物理学会（JSAP）、日本电气学会（IEEJ）、美国显示学会（SID）和美国化学学会（ACS）委员、陕西省真空学会理事长。

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