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传统半导体掺杂技术面临巨大挑战

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  半导体掺杂技术是器件的核心技术之一。尽管掺杂技术看起来好像很高深,但日常生活中用到半导体器件的设备却随处可见,比如智能手机、电视机、LED灯、激光器等。

  随着半导体器件尺寸的不断减小,各种量子效应逐渐凸显,经典的器件设计理论将不再适用,使传统半导体掺杂技术面临巨大挑战。

  “新型半导体材料的掺杂机理研究是目前光电技术、凝聚态物理、新能源等领域的前沿热点问题,对此我们开展了相关的基础研究,试图寻找关键科学问题的答案。”中科院半导体研究所研究员李京波介绍。他主导的“新型半导体深能级掺杂机制研究”项目获得了2017年度国家自然科学奖二等奖。

  据介绍,以半导体激光器外延生长、掺杂技术等科学问题研究为支撑,在大功率半导体激光器芯片关键技术等方面,李京波团队近来取得了多项创新成果:开发出六千瓦纳秒脉冲激光器,平均功率最高达到了6000W,比目前国际上同类指标高2000W;首次研发出大功率激光器芯片,芯片单巴功率超过160瓦,寿命超过1万小时。

  李京波团队已经将此次获奖项目的部分成果成功转化为高功率脉冲激光器产业化应用。他们在南昌经济技术开发区的支持下,创办了南昌中科创谱激光科技有限公司,预计2018年该公司的销售收入将突破1亿元。

  “基础研究是创新的根基,也是工业装备升级的支撑,掌握了光纤激光器的基本原理,就可以突破大功率脉冲激光器的技术瓶颈。”李京波强调。