成果简介：

本成果提供一种氧化锌体单晶生长技术。作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO晶体既是一种宽禁带半导体，又是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院半导体研究所的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法（CVT法），而且采用CVT法已生长出了直径32毫米和直径45毫米，4毫米厚的ZnO单晶。

这种ZnO单晶材料的位错密度为200cm-2，显示了相当好的材料质量。与生长ZnO单晶的其它方法相比，采用闭管CVT法生长ZnO单晶的突出优点是生长设备成本低、生长速度快、材料的质量好。此外，整个生长过程在封闭的石英管内进行，无需携载气体，因而进一步降低了材料的生长成本。这项技术的突破对于提供价格低、质量好的ZnO单晶衬底材料，满足研制新型蓝光、紫外光器件的需求具有重要的意义。

应用前景：
ZnO单晶作为一种宽带半导体材料具有许多应用潜力，如制作高效率兰色、紫外发光和探测器、新型大功率微波器件等。除此之外，ZnO单晶所具有的光学、电学和结构特性优于GaN、SiC等其它的宽禁带材料，这包括高的激子束缚能（ZnO为60meV，GaN为25meV），具有很好的抗辐照性能，对可见光透明，适合进行湿法化学加工处理等。这些特性使得ZnO光电器件在民用方面可用于超高密度光存储、全色显示、白光照明、激光打印、火焰传感器、污染检测仪、紫外光控制器、紫外光谱仪、透明大功率电子器件和太阳能电池的窗口材料等；军用方面可用于激光器、飞机和导弹尾焰紫外探测、生化战剂监测和紫外报警器等。此外，ZnO还具有优异的压电特性和体敏特性，可用于制备高性能的声换能器，声表面波器件(SAW)和可燃气体传感器件(gas sensor)。ZnO还是绿色环保的透明电极材料，可替代传统的ITO电极用于太阳能电池和OLED显示器。ZnO基薄膜晶体管（TFT）拥有比传统非晶硅（a-Si:H）和多晶硅TFT 更高的迁移率（因而更快的速度），更长的寿命，并且对可见光透明，有望能大大提高液晶显示器的性能。掺入过渡金属Co，Mn等的ZnO具有铁磁性，可望在自旋电子器件中得到应用。
随着以上技术领域的研究和发展，对ZnO单晶衬底材料的需求将不断增长。因此，研究开发大尺寸ZnO单晶材料的生长技术将有良好的应用前景。

投资与效益
本项目预计需要投资800万元，用于厂房建设、购买单晶生长炉、单晶的切割、研磨、抛光和清洗腐蚀设备各一台（套），以及晶片检测用的显微镜等。以10台生长炉每年可生长800炉次，预计可生产2英寸直径的ZnO单晶片3000片。目前2英寸ZnO单晶片的价格估计为2-10万元/片，因此，年产值至少可达6千万元。

合作方式：
技术转让或技术入股。

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