2006年8月2日，由中国科学院主持召开的中国科学院知识创新工程重要方向项目“高性能氮化镓(GaN)外延材料研究”通过专家鉴定。

    以氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体材料，是继半导体第一代硅材料和第二代砷化鎵材料之后，在近十年迅速发展起来的新型宽带隙半导体材料，是目前全球半导体研究的前沿热点和各国竞相占领的战略高技术制高点。2002年中国科学院瞄准国家重大战略需求和世界科技前沿，将“新型高頻大功率化合物半导体电子器件研究”作为中国科学院知识创新工程重要方向项目，半导体所材料中心氮化镓课题组承担了其第一课题“高性能GaN外延材料研究”。

    半导体所科研人员经过不断攻关在GaN基微电子材料研制方面取得重大进展，鉴定专家认为：

    该项目发展了高阻GaN外延材料的MOCVD制备技术，用具有自主知识产权的非故意掺杂和生长参数控制新方法，研制出了高性能的高阻GaN外延材料，其室温电阻率＞1E+9 Ω•cm，250C时电阻率＞1E+6 Ω•cm。具国内领先水平，达到国际先进水平。为GaN基高温、高频大功率高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料的研制打下了坚实基础。

    攻克了高迁移率GaN外延材料的MOCVD制备技术，用具有特色的缓冲层和生长压力控制技术，研制出了非有意掺杂高迁移率GaN外延材料(厚度2.5µm)，其室温电子迁移率达到740 cm2/V.s，背景电子浓度为1.5 E+16 cm-3，表面均方根粗糙度小于0.2nm，X射线衍射(0002)衍射峰摇摆曲线半高宽小于3.33arcmin。性能指标为国内领先，达到国际同期先进水平。

    用具有特色的压力和温度控制技术，研制出具有不同Al组份的高质量AlGaN势垒层材料，所研制的AlGaN材料Al组份为0.1～0.45，Al组份不均匀性小于1%，表面均方根粗糙度小于0.25nm， XRD(0002)衍射峰半高宽为3.3arcmin。性能指标为国内领先，达到国际先进水平。

    掌握了具有自主知识产权的GaN基高温高频大功率微电子材料制备的关键科学技术，创造性地将高迁移率GaN薄沟道层和AIN插入层相结合研制出高性能的AlGaN/GaN HEMT结构材料，材料室温二维电子气迁移率大于2180 cm2/V.s(77K迁移率大于15000 cm2/V.s)，密度大于1.1E+13 cm-2，密度与迁移率的乘积大于2.3E+16 /V.s，室温方块电阻小于300Ω/方块，2英寸外延片方块电阻不均匀性小于3%。为国际领先水平。并实现了小批量供片。

    用该项目研制的材料与中科院微电子所合作，研制出了高性能的C波段和X波段GaN基HEMT功率器件。C波段GaN功率器件的指标如下：Lg＝0.8µm，Imax=0.968A/mm，gm = 231mS/mm, fT = 20GHz，fmax>30GHz，1.2 mm栅宽器件在5.4GHz连续波下输出功率为10.47W，输出功率密度达到8.72W/mm，线性功率增益为14.5dB。 X波段器件，Lg<0.25µm，gm = 250 mS/mm，fT ＝77 GHz，fmax > 60GHz；1mm 栅宽X波段GaN功率器件在8GHz时的连续波输出功率为4W，输出功率密度达到4W/mm。

    鉴定专家认为：“高性能氮化镓(GaN)外延材料研究” 取得了突破性进展，全面出色完成了合同规定的任务，并取得了具有国内领先、国际先进水平的突出成果，其中AlGaN/GaN HEMT结构材料的二维电子气迁移率达到国际领先水平，有力地支撑了新一代关键电子元器件和电路在我国的发展，对打破西方发达国家在高科技领域对我国实行的封锁禁运具有重要意义。