《香港城市大學深圳研究院:新型顯示與戰略性電子材料重點專項2023年度項目申報指南(28頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《香港城市大學深圳研究院:新型顯示與戰略性電子材料重點專項2023年度項目申報指南(28頁).pdf(28頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 87 附件 4?吠?吠?庿?庿2023?字庿紀?字庿紀?(僅國家科技管理信息系統注冊用戶登錄可見)為落實“十四五”期間國家科技創新有關部署安排,國家重點研發計劃啟動實施“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署,現發布2023 年度項目申報指南。本重點專項總體目標是:突破一批新型顯示與戰略性電子材料關鍵核心技術,解決制約新型顯示、第三代半導體、大功率激光等產業的核心瓶頸問題,促進我國從顯示大國向顯示強國的轉變,提升產業全鏈條協同創新能力和產業化技術水平,在若干戰略必爭領域形成優勢,培育一批具有國際競爭力的龍頭企業,形成
2、各具特色的產業基地,帶動形成萬億元產業。通過本專項的實施,新型顯示、第三代半導體達到國際先進水平,部分關鍵技術達到國際領先水平,大功率激光材料與器件部分關鍵技術達到國際先進水平;支撐新一代信息技術、智能制造、新能源、現代交通、深海深空深地探測等戰略必爭領域,引領產業高質量發展;實現主要電子材料自主保障,促進產業競爭力提升并支撐“雙循環”新發展格局建設;提升電子和光電子材料創新能力和研發效率,引領變革性新技術,構建戰略性電子香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 88 材料領域優勢。2023 年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則,圍繞新型顯示材料與器件、第三代半導體材料
3、與器件、大功率激光材料與器件、前沿電子材料與器件4 個技術方向,按照基礎研究類、共性關鍵技術類、應用示范類三個層面,擬啟動38 項指南任務,擬安排國撥經費 4.69 億元。其中,擬部署 12 個青年科學家項目,擬安排國撥經費 3600 萬元,每個項目 300 萬元。應用示范類項目要求企業牽頭,配套經費與國撥經費比例不低于1:1。項目統一按指南二級標題(如 1.1)的研究方向申報。除特殊說明外,每個方向擬支持項目數為 12 項,實施周期不超過 3 年。申報項目的研究內容必須涵蓋二級標題下指南所列的全部研究內容和考核指標?;A研究類項目下設課題不超過 4 個,項目參與單位總數不超過 6 家;共性關
4、鍵技術類和應用示范類項目下設課題數不超過 5 個,項目參與單位總數不超過 10 家。項目設 1 名項目負責人,項目中每個課題設 1 名課題負責人。青年科學家項目不要求對指南內容全覆蓋,不再下設課題,參與單位總數不超過 3 家。項目設 1 名項目負責人,青年科學家項目負責人年齡要求,男性應為 1985 年 1 月 1 日以后出生,女性應為 1983 年 1 月 1 日以后出生。原則上團隊其他參與人員年齡要求同上。本重點專項部分項目采用部省聯動方式組織實施(項目名稱后有標注)。應用示范類部省聯動項目,由廣東省科技廳推薦,廣香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 89 東省科技廳應面向全
5、國組織優勢創新團隊申報項目。共性關鍵技術類部省聯動項目,各推薦渠道均可推薦申報,但申報項目中應不少于兩個課題由廣東省有關單位作為課題牽頭單位。指南中“擬支持數為 12 項”是指:在同一研究方向下,當出現申報項目評審結果前兩位評價相近、技術路線明顯不同的情況時,可同時支持這 2 個項目。2 個項目將采取分兩個階段支持的方式。第一階段完成后將對 2 個項目執行情況進行評估,根據評估結果確定后續支持方式。1.新型顯示材料與器件新型顯示材料與器件1.1 寬工作溫區寬工作溫區Micro-LED 顯示關鍵技術顯示關鍵技術(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:開發寬工作溫區、高發光效率 Micro-LE
6、D 芯片,以及低損傷襯底剝離技術;研發寬工作溫區條件下高遷移率、低漂移、高穩定的 TFT 背板技術;研究環境溫度、濕度對鍵合材料熱力學穩定性及機械性能的影響,開發 Micro-LED 芯片與 TFT驅動基板的高效率、高良率巨量轉移和鍵合技術,開發缺陷檢測和修復技術;突破高性能 Micro-LED 顯示驅動技術,研制寬工作溫區的彩色 Micro-LED 車載顯示模組??己酥笜耍盒酒叽?525 平方微米,在 85 攝氏度和 0.5安培/平方厘米條件下紅綠藍Micro-LED芯片的外量子效率EQE分別大于 10%、35%和 40%;轉移良率99.99%;彩色 Micro-LED車載顯示模組:尺寸8
7、 英寸,峰值亮度2000 尼特,對比度1000000:1,在亮度 2000 尼特條件下 T80 壽命8000 小時;-40 攝香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 90 氏度和85攝氏度環境條件下,亮度下降50%,對比度下降50%。關鍵詞:Micro-LED,寬工作溫區,車載顯示,高穩定1.2 高性能紅綠藍激光外延材料、器件及應用研究高性能紅綠藍激光外延材料、器件及應用研究(共性關共性關鍵技術類鍵技術類)研究內容:研究紅綠藍激光二極管(LD)外延材料缺陷抑制、組分調控和器件結構等核心技術,制備出高功率、高光效紅綠藍光 LD 器件;研究超晶格晶體生長、極化工藝及器件制備技術,實現高
8、效率綠光輸出;研究 GaN 基綠光 InGaN 量子阱的生長機理、有源區設計和器件制備技術,實現 VCSEL 綠光輸出;研究大色域激光光源模組多芯片結構設計、器件制備與封裝評測技術,實現高功率白光輸出??己酥笜耍杭t光 LD 功率5 瓦、波長 6405 納米,綠光 LD功率2 瓦、波長 5305 納米,藍光 LD 功率12 瓦、波長 4555納米;超晶格晶體周期 6.57.5 微米,占空比 500.5%,超晶格綠光激光功率12 瓦,電光轉換效率15%;GaN 基綠光 VCSEL輸出功率1.8 毫瓦;白光激光模塊功率85 瓦,色域達到 100%BT.2020;制定國家/行業/團體標準2 項。關鍵詞
9、:三基色激光,LD 材料器件,超晶格材料,垂直腔面激光器1.3 柔性顯示柔性顯示 TFT 卷對卷印刷關鍵技術卷對卷印刷關鍵技術(部省聯動部省聯動,共性關共性關鍵技術類鍵技術類)研究內容:開展柔性顯示 TFT 卷對卷印刷關鍵技術與墨水研香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 91 究,開展 TFT 陣列有源層、絕緣層、柵極和源漏極的卷對卷連續套印工藝驗證,開發具有自主知識產權的高精度卷對卷 TFT 陣列數字化印刷工藝套印裝備,實現低成本TFT 陣列卷對卷印刷制作??己酥笜耍壕韺碛∷⒒宸鶎?50 毫米,基板張力波動5%,套印精度優于 10 微米;TFT 陣列器件遷移率10 平方厘米
10、/伏特秒,電流開關比106,像素密度100 像素點數/英寸,器件閾值電壓均勻性90%。關鍵詞:卷對卷,TFT 陣列,連續套印,陣列數字化1.4 新型柔性傳感與光感應顯示微系統新型柔性傳感與光感應顯示微系統(部省聯動部省聯動,應用示應用示范類范類)研究內容:研究高透明、高折射率、高耐磨樹脂材料及其面向屏下光感應器件的應用;研究面向柔性顯示屏下攝像、屏下 3D人臉識別的原理技術和設計方案,開發適用于屏下攝像與面部識別傳感系統的柔性顯示屏、柔性驅動的工藝和集成技術,實現產品批量化生產及應用驗證??己酥笜耍簶渲凵渎?.72,可見光范圍的透過率95%(100 微米厚度),摩擦系數范圍為 0.050.1
11、1。屏下攝像區屏體物理像素密度400 像素點數/英寸,屏體透過率40%;屏下3D 傳感的屏下識別區透過率25%;屏下 3D 模組認假率0.002%,拒真率2%;柔性傳感顯示微系統在 85 攝氏度、85%相對濕度下 240 小時工作無異常;屏下攝像和屏下 3D 傳感的顯示屏導入生產,量產出貨顯示模組數量1 萬;制定國家/行業/香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 92 團體標準2 項。關鍵詞:柔性傳感,光感應,屏下攝像,屏下識別1.5 高效環保型發光及光提取關鍵材料與器件研究高效環保型發光及光提取關鍵材料與器件研究(共性關共性關鍵技術類鍵技術類)研究內容:利用機器學習、高通量計算等
12、技術開發高效穩定、低重金屬含量的鈣鈦礦量子點材料和 QLED 器件;開展OLED/QLED 正面出光耦合增強的高折射率普適性材料研究,開發器件出光效率提升的光提取微納結構與關鍵工藝;開發低重金屬含量的鈣鈦礦 QLED 與 TFT 背板、光提取結構集成技術,以及光提取結構和 OLED 工藝集成技術,研制高性能全彩 OLED 柔性顯示屏??己酥笜耍旱椭亟饘俸康拟}鈦礦 QLED 器件的外量子效率:紅色25%CIE-x0.70、綠色30%CIE-y0.77、藍色15%CIE-y0.14,在亮度 100 尼特條件下 T50 壽命分別大于 10000 小時、10000 小時、400 小時;增加光提取結構
13、后,OLED/QLED 器件正面出光效率提升15%;紅綠藍 OLED 器件效率分別達到 75、190、9.5 坎德拉/安培。全彩 AMQLED 樣機尺寸3.5 英寸,像素密度120 像素點數/英寸,亮度300尼特;全彩 AMOLED 柔性顯示屏尺寸6 英寸,30 度色度視角偏差0.014,環境信賴性在 85 攝氏度和濕度 85%時240小時。關鍵詞:鈣鈦礦量子點,低重金屬,光提取,柔性顯示香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 93 1.6 8K 激光顯示控制芯片及激光顯示配套材料與器件研發激光顯示控制芯片及激光顯示配套材料與器件研發(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究面
14、向 8K 超高清激光投影的高速傳輸、多通道接口、視覺無損壓縮、兼容和擴展技術;研究激光顯示核心材料集成融合、表征評估,開發激光顯示超高清大色域的鏡頭、屏幕等配套材料與器件;研究 8K 激光顯示控制芯片及配套材料與器件的應用關鍵技術??己酥笜耍?K/12bit 激光顯示控制芯片,支持多通道 DisplayPort 接口,每通道速率8Gbps;超高清鏡頭投射比0.2,光學屏幕尺寸120 英寸,增益系數1.5;激光顯示樣機:分辨率 8K,光通量輸出3500 流明,屏幕中心亮度450 尼特,色域100%BT.2020;制定國家/行業/團體標準2 項。關鍵詞:激光顯示,超高清,大色域,顯示材料器件1.7
15、 拉伸顯示材料與器件拉伸顯示材料與器件(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究透明自愈合基板材料、高韌性封裝薄膜等拉伸顯示材料和工藝;研究 TFT 和發光器件設計以及相關工藝技術,突破背板晶體管、發光系統、封裝技術以及顯示器件集成關鍵技術方案,研制拉伸顯示樣機??己酥笜耍豪旎宀牧献杂闲?0%,拉伸高韌性封裝薄膜撕裂強度20 千牛頓/米,50%應變拉伸回復率99.5%;拉伸背板拉伸量20%,器件遷移率10 平方厘米/伏特秒,拉伸 1000次后遷移率變化率5%;拉伸發光系統拉伸量20%,拉伸1000香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 94 次后像素無收縮,發光效率變化
16、率5%;拉伸顯示樣機尺寸6英寸,像素密度100 像素點數/英寸,亮度100 尼特。關鍵詞:拉伸顯示,拉伸材料,自愈合,器件集成1.8 柔性柔性 OLED 光醫療材料及器件研究和應用光醫療材料及器件研究和應用(共性關鍵技共性關鍵技術類術類)研究內容:針對重大增齡退行性疾病及腫瘤的精準光療需求,研發特定波段 OLED 器件;探討柔性 OLED 用于重大增齡退行性疾病、體表/體腔腫瘤及其癌前病變等重大疾病治療的生物學效應及其作用機制;開發具有高發光均勻、高適形性、劑量可控的醫療用柔性適形光療體,研制無創光療用穿戴式光療儀,開展穿戴 OLED 用于重大增齡退行性疾病的臨床應用示范;開發用于腫瘤靶向光動
17、力治療的高光功率密度柔性 OLED 器件及原理樣機;形成 OLED 用于光醫療的技術方法??己酥笜耍簾o創光療用有機穿戴式光療儀工作壽命2000 小時,有機柔性適形光療體發光均勻性80%(有效發光面積1000平方毫米),厚度1.5 毫米,最小彎曲半徑15 毫米;腫瘤靶向光動力療法器件光功率密度50 毫瓦/平方厘米;研制 OLED 醫療健康創新應用設備 2 臺、原理樣機 1 臺;開展4 種細胞的無創光療效應驗證;開展2 種動物模型的腫瘤靶向光動力治療;開展臨床應用示范2項;形成OLED 面向光醫療的技術標準1 項。關鍵詞:OLED 光醫療,特定波段,OLED 穿戴光療儀,OLED靶向光香港科技大學
18、(廣州)H K U S T _ G Z 95 1.9 單片集成單片集成 GaN 基可調控基可調控 Micro-LED 發光器件研究發光器件研究(青青年科學家年科學家)研究內容:開展新型 GaN 發光與顯示集成器件結構設計,研究多層 GaN 功能薄膜外延和芯片制造工藝,以及外延界面及摻雜控制技術,突破全 GaN 電子器件和發光器件的單片集成關鍵技術;研究集成器件的電學性能和發光特性調控機制,研制低電壓小電流控制驅動的新型 GaN 發光與顯示器件??己酥笜耍杭善骷叽?0100 平方微米,發光面積占比80%,電流增益100,在 3 安培/平方厘米條件下器件單位面積發光功率1 瓦/平方厘米。關鍵詞
19、:單片集成,GaN,性能調控,發光與顯示器件1.10 量子點材料新型微流控合成技術量子點材料新型微流控合成技術(青年科學家青年科學家)研究內容:開發具備高性能量子點合成能力與高通量篩選特性、多段自動投料及固體與液體連續滴加、防止返混功能的新型量子點微流控合成方法,突破復雜體系量子點合成條件優化瓶頸問題;建立合成參數與發光峰位和半峰寬的高維相圖與數據模型;優化量子點高通量合成和純化工藝,研發量子點材料及其發光性能檢測技術,建設基于新型微流控高通量合成方法和多種表征手段的研究平臺??己酥笜耍盒滦臀⒘骺睾铣傻膯蝹€反應消耗反應液體積200 微升;全自動采樣監測功能單次最小采樣體積50 納升,采樣體積相
20、對誤差5%;在 100 瓦/平方厘米光強激發下量子點材香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 96 料 T90 壽命100 小時。關鍵詞:量子點,微流控,合成與純化,高通量篩選1.11 流體型高速響應柔性電子紙研究流體型高速響應柔性電子紙研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究電場響應的反射式顯示流體的組成、光響應特性、運動與形變的動力學規律,建立柔性顯示器件的設計理論模型;研究柔性顯示薄膜中流體剪切與擾動控制的關鍵技術,制備抗彎折的柔性像素結構;研究灰階精準調控驅動方案,圖形化顯示的印刷制備技術,以及柔性顯示面板的制程工藝,研制滿足視頻響應的柔性電子紙樣機??己酥笜耍阂曨l響應柔
21、性電子紙樣機5 英寸,開關響應50 毫秒,灰階16,戶外對比度15:1,功耗3 毫瓦/平方英寸。關鍵詞:柔性電子紙,流體型,高速響應,視頻顯示2.第三代半導體材料與器件第三代半導體材料與器件2.1 面向智能電網的萬伏千安級超大功率碳化硅電力電子器面向智能電網的萬伏千安級超大功率碳化硅電力電子器件及模塊研究件及模塊研究(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究超厚 SiC 材料外延生長和缺陷控制技術;研究電壓控制型 SiC 電力電子器件電流提升機理與芯片設計技術,研究提升高耐壓 SiC 器件可靠性的新型終端結構;開發高耐壓大電流 SiC 器件關鍵工藝,研究芯片良率提升技術并實現全流程工藝整合
22、;研究 SiC 模塊耐高壓、耐高溫、低寄生參數并聯封裝技術,研究萬伏千安級 SiC 模塊可靠性評估與失效分析方法;進行萬伏千安級 SiC 模塊在智能電網裝備中的應用驗證。香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 97 考核指標:高耐壓 SiC 電力電子器件用外延材料厚度100微米,致命缺陷密度1/平方厘米;SiC 電力電子器件耐壓10 千伏特,電流40 安培,良品率25%;全 SiC 二極管模塊和開關管模塊耐壓10 千伏特,電流1000 安培,通態壓降7 伏特;實現萬伏千安級 SiC 模塊在直流斷路器功率單元中的應用驗證,器件最高工作結溫175 攝氏度;申請發明專利10 件,編制國家
23、/企業/團體標準1 項。關鍵詞:碳化硅,超大功率,智能電網,電力電子器件2.2 面向新一代移動通信的氮化鎵基射頻電子材料與器件研面向新一代移動通信的氮化鎵基射頻電子材料與器件研究究(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究面向亞毫米波射頻器件的 SiC 襯底超薄勢壘層 GaN 基異質結構的外延生長,研究面向毫米波射頻器件的低射頻損耗 Si 襯底 GaN 基異質結構的外延生長;面向 6G 移動通信需求,研究深亞微米 SiC 襯底 GaN 基 HEMT 器件和電路的建模、設計和關鍵制備工藝,研制亞毫米波射頻器件和功率放大電路;研制 Si 襯底 GaN 基毫米波射頻器件和射頻前端電路;研究 Si
24、C襯底 GaN 基太赫茲 SBD 器件和倍頻器??己酥笜耍篠iC 襯底超薄勢壘層 GaN 基異質結構方阻不均勻性2.5%,Si 襯底 GaN 基異質結構方阻不均勻性3.0%,射頻損耗0.5 分貝/毫米26 吉赫茲;亞毫米波 SiC 襯底 GaN 基 HEMT電流增益截止頻率220 吉赫茲,最高振蕩頻率520 吉赫茲,功率放大電路工作頻率220 吉赫茲,輸出功率20 分貝毫瓦;香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 98 Si 襯底 GaN 基 HEMT 電流增益截止頻率100 吉赫茲,最高振蕩頻率330 吉赫茲,射頻前端電路輸出功率36 分貝毫瓦26吉赫茲;SiC 襯底 GaN 基
25、太赫茲 SBD 截止頻率 1.5 太赫茲,二倍頻器連續波輸出功率20 分貝毫瓦340 吉赫茲;申請發明專利15 件。關鍵詞:6G,Si 襯底 GaN,亞毫米波,太赫茲,射頻前端電路,GaN SBD,倍頻器2.3 鋁鎵氮基深紫外發光二極管電光轉換效率提升關鍵技術鋁鎵氮基深紫外發光二極管電光轉換效率提升關鍵技術研究研究(基礎研究類基礎研究類)研究內容:研究 AlGaN 基深紫外新型量子限域結構及外延生長的精細調控方法和動力學規律,研究提升載流子輻射復合效率及發光偏振度的途徑;研究 AlGaN 基量子結構中軌道工程調控及改善空穴和電子平衡注入的方法;研究 AlGaN 基量子結構中光子和電子相互作用規
26、律及其調控方法,研究超構表面等提升光提取效率的新結構和新途徑;研究 AlGaN 基深紫外 LED 芯片制備關鍵工藝,探索器件工作電壓、光功率協同調控的新方法??己酥笜耍赫莆崭哔|量深紫外 AlGaN 基量子結構的外延生長方法,實現 280 納米及以下峰值波長的量子阱內量子效率85%,發光偏振度30%;Al 組分50%的 n 型 AlGaN 電子濃度1.01019/立方厘米;Al組分50%的p型AlGaN電導率1.2 西門子/厘米,透光率85%(270280 納米波段);實現 280 納米或以下峰值波長深紫外 LED 電光轉化效率15%;申請國家發香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z
27、 99 明專利10 件。關鍵詞:AlGaN,深紫外LED,量子限域結構,電光轉換效率2.4 面向短距離高速通信用氮化鎵基激光器材料與芯片研究面向短距離高速通信用氮化鎵基激光器材料與芯片研究(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究高質量、低缺陷密度 GaN 基藍、綠光激光器(LD)材料外延生長技術,研究高載流子注入效率的外延結構和摻雜技術;研究缺陷、界面和應力等對激光器性能的影響規律,研究 GaN 基激光器的光學災變損傷(COD)機制,設計制備抗COD 的激光器腔面膜;優化器件 P 電極結構設計,開發激光芯片封裝技術,改善熱阻與老化特性,研制大功率、長壽命藍、綠光激光器及光源模組;研究 L
28、D 器件結構與通信調制速率的關系,研制短距離、高速通信模組,研究模組的光譜技術、調制技術和阻抗匹配技術??己酥笜耍? 英寸藍光激光器結構光熒光波長均勻性3 納米,藍光激光器激射波長 4505 納米,器件斜率效率1.8 瓦/安培,光功率5 瓦,在光功率 5 瓦條件下 T50 壽命20000 小時;2 英寸綠光激光器結構光熒光波長均勻性5 納米,綠光激光器激射波長 52010 納米,器件斜率效率0.8 瓦/安培,光功率1.5瓦,在光功率 5 瓦條件下 T50 壽命20000 小時;激光器通信模組的 3dB 帶寬3 吉赫茲,在自由空間中通信距離10 米,通信速率10 吉比特/秒(Gbps),誤碼率3
29、.810-3;申請發明專利10 件。香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 100 關鍵詞:GaN 基激光器,光功率,壽命,可見激光通信2.5 氮化物半導體的范德華外延生長及其光電器件研究氮化物半導體的范德華外延生長及其光電器件研究(基基礎研究類礎研究類)研究內容:研究氮化物半導體與二維材料的界面物理和外延生長動力學,發展大尺寸氮化物半導體范德華外延技術;研究高質量 GaN 厚膜材料范德華外延技術和大面積剝離技術;研究 AlN在金屬襯底上的范德華外延技術,探索其低熱阻器件應用;研究基于范德華外延技術的柔性發光器件及面陣;研究高質量氮化硼薄膜范德華外延技術,探索其量子光源器件??己酥?/p>
30、標:范德華外延制備的 GaN 材料尺寸4 英寸,位錯密度1106/平方厘米,實現厚度300 微米的剝離技術;金屬襯底上范德華外延 AlN 材料尺寸2 英寸,應力0.5 吉帕斯卡;基于范德華外延的GaN基柔性Micro-LED顯示面陣發光波長4605納米,芯片尺寸10 微米,像素間距50 微米,彎曲半徑20 毫米,顯示面陣亮度3000 坎德拉/平方米;范德華外延 BN 材料尺寸2 英寸,拉曼峰半高寬12/厘米,實現 BN 片上單光子發射器件,二階關聯函數 g(2)(0)0.1。申請專利8 項。關鍵詞:范德華外延,氮化鎵,氮化鋁,氮化硼2.6 第三代半導體用高端金屬有機源與耐高能量密度封裝材第三代
31、半導體用高端金屬有機源與耐高能量密度封裝材料產業化技術料產業化技術(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究低硅、低氧三甲基鋁 MO 源的純化關鍵工藝和產業化技術,開發超低有機硅和氧雜質濃度的檢測方法;開發與香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 101 高耐壓、大電流 SiC 功率電子器件相匹配的高溫互聯、高性能封裝材料的批量制備關鍵技術,研究封裝互聯材料與芯片及基板之間的異質燒結行為及燒結性能;面向 UVC 波段 LED 對高透光率封裝材料的需求,研制耐深紫外光、高折射率的光電器件封裝膠??己酥笜耍喝谆XMO源產品中有機硅雜質百萬分之0.2,氧雜質百萬分之 0.2,低硅、
32、低氧三甲基鋁年產能2 噸;高耐壓、大電流 SiC 功率電子器件用封裝材料燒結溫度300 攝氏度,導熱率300 瓦/米開爾文,燒結層耐受溫度450 攝氏度;深紫外封裝膠透光率80%275 納米;申請發明專利20 件,編制國家/企業/團體標準2 項。關鍵詞:三甲基鋁 MO 源,封裝材料,封裝膠2.7 新能源汽車用碳化硅功率器件和充電裝備產業化關鍵技新能源汽車用碳化硅功率器件和充電裝備產業化關鍵技術及其示范應用(應用示范類術及其示范應用(應用示范類,定向委托定向委托)研究內容:針對新能源汽車產業對充電設備高效、高可靠和低成本的需求,研究 12001700 伏特碳化硅場效應晶體管(MOSFET)電磁兼
33、容技術、可靠性設計和產業化制造技術;基于碳化硅器件,研究雙向充電拓撲和效率提升技術,研究充電站充儲一體化設計和制造技術,推進基于碳化硅功率器件的充電裝備示范應用;針對碳化硅功率器件及其充電模組,建立國家級體系化、網絡化檢測能力,開展檢測實驗室能力比對;研究典型應用環境、拓撲電路下,碳化硅功率器件及其充電模組性能及可靠性評價方法、相關技術規范和標準。香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 102 考核指標:碳化硅 MOSFET 芯片容量分別1200 伏特/100安培、1700 伏/100 安培;雙向充電模組容量40 千瓦,雙向最高效率97%,充電樁容量 60480 千瓦,最大配套儲能
34、容量200 千瓦時,55環境下充電模組連續滿功率運行3000 小時;在 3 個或以上城市的典型應用場景示范應用充電樁數量3000臺;建立碳化硅功率器件動靜態參數、可靠性及壽命評估的公共測試服務平臺,組織 3 家及以上檢測實驗室的測試方法和測試結果比對1 次;申請發明專利10 件,形成國家/行業/團體標準2 件。有關說明:定向委托國家第三代半導體技術創新中心的建設主體單位中國電子科技集團有限公司組織實施。關鍵詞:碳化硅,功率電子器件,充電樁,儲能2.8 5G 移動通訊基站有源陣列用聲波濾波器材料移動通訊基站有源陣列用聲波濾波器材料、器件及其器件及其產業化技術產業化技術(應用示范類應用示范類,定向
35、委托定向委托)研究內容:開展應力可控的鋁鈧氮壓電薄膜和平整度可控的鉭酸鋰復合薄膜等濾波器用關鍵材料產業化制備技術研究;開展高頻、大功率體聲波濾波器和低插損、大帶寬表面聲波濾波器及雙工器等器件設計技術研究;開展頻率一致性控制、晶圓級封裝及測試、制造執行系統排產調度等產業化關鍵技術研究;面向 5G基站有源陣列對濾波器小尺寸、高性能的需求,研究聲波濾波器功率、損耗、帶寬等關鍵性能提升技術,提升批量生產成品率,實現規模應用。香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 103 考核指標:鋁鈧氮壓電薄膜鈧濃度20%,體聲波濾波器頻率覆蓋范圍 2.55 吉赫茲,帶寬 160200 兆赫茲,最大功率2
36、瓦,最小插損1 分貝,抑制度50 分貝;鉭酸鋰復合襯底尺寸6 英寸,鉭酸鋰薄膜厚度均勻性控制在5%以內,表面聲波濾波器頻率覆蓋范圍 0.63 吉赫茲,溫漂百萬分之五/攝氏度,品質因數3000,最大功率1 瓦,最小插損1 分貝,抑制度40分貝;雙工器最小插損2 分貝,隔離度55 分貝;聲波濾波器和雙工器年產能1 千萬只,頻率均勻性偏差0.1%,晶圓級封裝剪切力90 牛頓;申請發明專利10 件,形成國家/行業/團體標準1 件。有關說明:定向委托國家第三代半導體技術創新中心的建設主體單位中國電子科技集團有限公司組織實施。關鍵詞:鋁鈧氮壓電薄膜,鉭酸鋰復合薄膜,聲波濾波器,雙工器,5G 基站有源陣列2
37、.9 超寬禁帶氧化物超構薄膜及光電探測應用研究超寬禁帶氧化物超構薄膜及光電探測應用研究(青年科青年科學家學家)研究內容:研究氧化物超寬帶隙功能材料光電參數(帶隙、折射率)、晶相、組分間協同調控規律;研究基于超寬禁帶氧化物超構功能基元諧振模式、耦合效應及光場響應機制;研究超寬禁帶氧化物超構薄膜精準化、規?;苽涔に?;構建基于超寬禁帶氧化物超構薄膜材料的紫外探測系統??己酥笜耍韩@得基于超寬禁帶氧化物的超構薄膜材料及其紫香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 104 外光電探測系統,工作波段 250400 納米,光學帶隙4.0 eV,折射率1.5;超構透鏡透過聚焦效率80%,數值孔徑 N
38、A0.7,面陣微納結構單元數量107;超構紫外探測系統視場范圍40,光學傳遞函數 MTF0.4(空間頻率 4 線對/毫米),峰值響應度10 安培/瓦,峰值探測率21011瓊斯,響應時間20 毫秒;申請發明專利5 件。關鍵詞:超寬禁帶氧化物,超構表面,超構紫外探測系統2.10 基于氮化鎵基強量子限制結構的新型發光與光信息感基于氮化鎵基強量子限制結構的新型發光與光信息感知器件研究知器件研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究 GaN 基強量子限制結構的設計及制備技術;研究 GaN 基強量子限制結構中激子產生、輸運、復合機制及其與光子、表面等離激元的相互作用;探索利用強量子限制結構拓展GaN 基材
39、料發光、探測波長范圍新方法;發展基于 GaN 基強量子限制結構的新型發光與探測器件??己酥笜耍簩崿F GaN 基強量子限制結構電注入紅光發光器件,波長630 納米,器件發光元面積500500 平方納米;波長570 納米的表面等離極化激元激射閾值1.5 千瓦/平方厘米;窄帶日盲紫外探測器峰值工作波長280 納米,響應譜半峰寬10納米,探測率1012瓊斯;申請發明專利5 件。關鍵詞:GaN 基量子限制結構,新型發光器件,新型探測器件2.11 新型鈧基氮化物鐵電半導體材料研究新型鈧基氮化物鐵電半導體材料研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究纖鋅礦結構高質量、Sc 組分連續可調 ScAlN香港科技大
40、學(廣州)H K U S T _ G Z 105 的外延生長及其缺陷、應力的演變機制和調控方法;研究 ScAlN材料中鐵電極化調控的物理規律及其失效機制和可靠性提升方法;研 究 高 二 維 電 子 氣 密 度、高 遷 移 率 ScAlN/GaN 或ScAlN/AlGaN/GaN 異質結構的外延生長及其輸運性質??己酥笜耍篠cAlN 外延材料 Sc 組分 0%至 40%可調,極化保留時間107秒,電疲勞極限107次;揭示 ScAlN 材料中鐵電極化調控的物理規律;ScAlN/GaN 或 ScAlN/AlGaN/GaN 異質結構二維電子氣密度31013/平方厘米,遷移率1300 平方厘米/伏特秒;
41、申請發明專利5 件。關鍵詞:ScAlN,鐵電極化,ScAlN/GaN 異質結,二維電子氣2.12 基于超表面調控的氮化鎵基發光器件研究(青年科學家基于超表面調控的氮化鎵基發光器件研究(青年科學家)研究內容:研究超表面與 GaN 基光電器件相結合實現有源光場調控的機理與設計方法;研究一體化、集成式多光學參量調控的有源光子器件的外延生長與制備方法;研究調控輻射光場波長、相位、振幅、偏振等參量的物理機理與方法;研究基于超表面的有源光子器件及其光電特性,探索在微顯示與有源光子芯片領域的應用??己酥笜耍篏aN 基激光器出光圓偏振度0.9,4505 納米圓偏振光功率70 毫瓦,5205 納米圓偏振光功率5
42、0 毫瓦;GaN基激光光束偏折調控角10 度,功率50 毫瓦;實現 GaN 基Micro-LED 定向輻射調控,調控角度20 度;申請發明專利5件。香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 106 關鍵詞:超表面,氮化鎵,光電器件,光場調控,圓偏振3.大功率激光材料與器件大功率激光材料與器件3.1 大尺寸非線性光學晶體及器件制備與應用研究大尺寸非線性光學晶體及器件制備與應用研究(基礎研基礎研究類究類)研究內容:研究深紫外/紫外及中遠紅外用非線性光學晶體生長機理,開發大尺寸、高光學質量晶體生長技術和方法;研究非線性光學晶體中晶格對折射率色散關系的影響和調控規律,開發中紅外光參量啁啾脈沖
43、放大器件和遠紅外頻率轉換器件;研究晶體對強激光的非線性響應機理,支撐毫焦耳級脈沖能量深紫外激光、高功率釹離子激光四倍頻輸出和中遠紅外高效輸出??己酥笜耍篕Be2BO3F2(KBBF)棱鏡耦合器件30102.2立方毫米,177.3 納米激光單脈沖能量2 毫焦,脈沖寬度10 納秒;CLBO 晶體口徑100 毫米,器件尺寸7740 立方毫米,吸收系數0.0002/厘米1064 納米,光學均勻性優于 110-5,266納米激光輸出功率20 瓦;La3Ga5.5Nb0.5O14(LGN)晶體口徑100 毫米,光學均勻性優于 110-5,光學參量啁啾脈沖放大(OPCPA)器件尺寸757520 立方毫米,損
44、傷閾值10 吉瓦/平方厘米1 微米&5 納秒;BaGa4Se7晶體尺寸50 毫米150毫米,器件尺寸151550 立方毫米,吸收系數0.009/厘米2微米,損傷閾值6 焦耳/平方厘米1 微米&5 納秒,長波紅外激光輸出功率3 瓦10 微米。申請發明專利10 件,制定國家/香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 107 行業/企業標準2 件。關鍵詞:人工晶體材料,激光技術,非線性晶體,非線性頻率變換。3.2 光纖激光器用關鍵無源光纖器件光纖激光器用關鍵無源光纖器件(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究大芯徑雙包層、三包層光纖傳輸光模式分布、化學刻蝕制備包層光濾除技術;研究低信
45、號插損高功率光纖合束器器件結構參數對合束光模式分布影響、器件結構設計對放大增益的調控、低損耗低形變器件結構參數設計和器件制備技術;研究耐受高功率的小色散量與大色散量啁啾光纖光柵的設計、制作與色散測量技術??己酥笜耍弘p包層和三包層光剝離器衰減系數40 分貝,可承受功率2 千瓦;雙包層和三包層光纖合束器信號光插損0.1分貝,泵浦光反向隔離10 分貝,單臂承受功率3 千瓦;小色散啁啾光纖布拉格光柵帶寬10 納米,二階色散 0.21.0 皮秒/納米,反射率10%;大色散啁啾光纖布拉格光柵帶寬10 納米,二階色散 2050 皮秒/納米,反射率60%。申請發明專利10件。實現在光纖激光器上不少于 5000
46、 只應用。有關說明:自籌經費與國撥經費比例不低于 1:1。關鍵詞:激光技術,光纖激光,合束器,光剝離器,光柵。3.3 高功率半導體激光器關鍵技術研究高功率半導體激光器關鍵技術研究(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:開展高功率半導體激光外延材料設計、波長穩定、非吸收窗口、激光合束研究,攻克高質量外延材料生長、芯片內香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 108 置光柵、波長調諧、自動化制造等關鍵技術,研究波導結構、光柵構型對光學模式的調控特征。開展 766、780 納米等新波長激光器以及 905 納米、1550 納米脈沖激光器研究;研究極低發散角光子晶體面發射激光技術,開展極低
47、發散角面發射激光器可靠性及失效機理研究,研制長壽命器件??己酥笜耍?66、780、796、852 納米半導體激光器單管連續功率10 瓦;915、976 納米光纖耦合泵浦源模塊功率1 千瓦,光纖芯徑 20010 微米,數值孔徑0.22;808 納米 VCSEL 陣列,準連續功率1 千瓦;905、940 納米 VCSEL 陣列峰值功率1千瓦脈寬10 納秒;905 納米邊發射激光器峰值功率300 瓦脈寬10 納秒,1550 納米峰值功率60 瓦脈寬10 納秒,芯片國產化達 60%以上;940 納米高光束質量低發散角面發射激光器,單管峰值功率20 瓦脈寬10 納秒,無準直下發散角0.3 度,壽命500
48、0 小時,模塊峰值功率150 瓦脈寬10 納秒。申請發明專利10 件,制定國家/行業/企業標準3 件。有關說明:自籌經費與國撥經費比例不低于 1:1。關鍵詞:半導體激光器,垂直腔面發射激光器(VCSEL),光子晶體激光器3.4 高功率長脈沖綠光激光器技術高功率長脈沖綠光激光器技術(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究百納秒調 Q 激光振蕩技術、光束質量的限制機理及控制技術、激光脈沖 Gate 控制技術以及脈沖穩定性控制技術,研制高功率綠光激光器工程樣機;研究高功率二極管泵浦模香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 109 塊的散熱系統仿真與設計、真空回流無空洞硬焊料封裝技術
49、以及漫反射腔泵浦勻化技術,制作出高功率側面泵浦激光模塊;研究高性能 IGBT 背面退火應用中激光參數對退火深度、激活率以及退火均勻性的影響,支撐高功率綠光激光在大規模集成電路退火領域應用??己酥笜耍焊吖β示G光激光器波長 532 納米或 527 納米,重復頻率 310 千赫茲,雙路合成功率200 瓦,脈寬 150250納秒,脈沖穩定性1%,光束質量 M2因子為 718,光斑尺寸57 毫米,指向穩定性20 微弧度;側面泵浦激光單模塊輸出功率400瓦1微米,熒光分布均勻性92%,電光效率22%,泵浦源激光芯片 100%自主可控;IGBT 背面退火深度 03 微米,退火硅片的最小厚度為 50 微米,激
50、活率95%,退火均勻性1%。申請發明專利5 件。有關說明:自籌經費與國撥經費比例不低于 1:1。關鍵詞:激光技術,全固態激光器,非線性頻率變換,激光退火3.5 超寬帶、多模式、快速調諧飛秒光學參量振蕩器超寬帶、多模式、快速調諧飛秒光學參量振蕩器(青年青年科學家科學家)研究內容:研究光學參量振蕩器非線性機理和模式調控方法,突破傳統光學參量振蕩器輸出模式難以實現超寬帶快速調控的限制,研制超寬帶快速調諧飛秒光學參量振蕩器??己酥笜耍翰ㄩL切換時間10 毫秒,工作波長范圍 620950香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 110 納米且輸出激光平均功率1.5 瓦,輸出光斑模式可在高斯、矢量
51、、渦旋光場間切換。關鍵詞:激光技術,超快激光技術,光學參量振蕩器3.6 長熒光壽命納米懸浮顆粒激光材料研究長熒光壽命納米懸浮顆粒激光材料研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究 Nd2O3等納米懸浮介質的熒光淬滅機制和透過率/熒光壽命的協同調控機理;研究長熒光壽命的納米懸浮介質的制備方法;研究納米懸浮介質激光輸出性能??己酥笜耍篘d2O3等納米懸浮顆粒材料透過率0.95/厘米,熒光壽命100 微秒,激光斜率效率50%。關鍵詞:納米材料,激光材料,激光技術4.前沿電子材料與器件前沿電子材料與器件4.1 基于基于 PN 結的結的 NLED 關鍵材料與器件研究關鍵材料與器件研究(基礎研究類基礎研究
52、類)研究內容:研究電致發光型高性能納米 PN 結和量子結構的器件結構、成分與性能調控技術,研究納米 PN 結的發光機理和NLED 器件的工作機制;研制高發光性能納米 PN 結材料及其制備工藝;研究低串擾低壓驅動技術和納米 PN 結型 NLED 制備技術,研制納米 PN 結型的紅綠藍三基色 NLED 單色原型器件??己酥笜耍褐苽?58 種電致發光型納米 PN 結材料,納米PN 結徑向尺寸800 納米;納米 PN 結型紅綠藍三基色 NLED 單色原型器件像素密度10000 像素點數/英寸,交流驅動電壓峰值20 伏特,發光亮度3000 尼特。關鍵詞:NLED,PN 結,可控制備,原型器件香港科技大學
53、(廣州)H K U S T _ G Z 111 4.2 顯示應用中薄膜晶體管及有機發光二極管器件工藝仿真顯示應用中薄膜晶體管及有機發光二極管器件工藝仿真技術技術(共性關鍵技術類共性關鍵技術類)研究內容:研究材料、結構和工藝對器件性能影響的仿真方法、模型和邊界條件,開發多物理尺度的顯示器件仿真工具;研究曝光、沉積、刻蝕、離子注入等工藝參數對材料質量和器件特性影響規律的仿真模型,開發應用于顯示生產的工藝仿真工具;研究顯示器件的有限元建模和高性能優化方法,以及異構集群上有限元軟件的高效求解器和硬件加速算法模型,開發硬件加速原型系統??己酥笜耍浩骷抡婀ぞ咧С制茢U散方程、玻爾茲曼方程、泊松方程、量子
54、限域分析、非準彈道傳輸、缺陷捕獲與釋放分析及載流子滲流輸運方程,在變溫,應力,光照等多物理場下仿真結果與實測性能誤差10%;工藝仿真工具的仿真結果與 G6 及以上產線量產性能誤差20%;有限元求解器支持百萬網格高效求解,并行效率50%,求解精度與傳統求解器差1安培/瓦或10 伏特/瓦,響應時間1 毫秒;響應波長涵蓋 0.410微米多個波段,偏振態檢測數4 個,多光譜識別數6。關鍵詞:光電感知,量子限域材料,多維信息重構,光電轉換4.4 光場光場 3D 智能手機顯示關鍵技術及器件研究智能手機顯示關鍵技術及器件研究(共性關鍵共性關鍵技術類技術類)研究內容:研究光場 3D 智能手機顯示屏的結構設計,
55、開展2D/3D 顯示切換技術、眼球追蹤技術和 3D 信息處理方法研究,研發超薄精密視角調控器件及其關鍵技術,建立匹配視覺感知特性的光場 3D 手機顯示關鍵性能參數測試評價及優化方法,開展光場 3D 手機顯示系統集成和工程化技術研究??己酥笜耍阂朁c數44,3D 圖像出屏和入屏的深度20 毫米,水平垂直視角30,2D/3D 可快速切換;實現 3D 圖像轉換算法及播放,實現單人眼球實時追蹤,追蹤到圖像顯示完成時間16.7 毫秒60 赫茲;光場 3D 手機顯示質量視覺感知模型擬合優度0.8,3D 顯示亮度500 尼特,整機厚度增加2 毫米。關鍵詞:光場顯示,光場 3D 手機顯示,眼球追蹤,2D/3D香
56、港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 113 切換4.5 基于短溝道雙基于短溝道雙柵柵IGZO晶體管晶體管的的2T0C DRAM技術研究技術研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究 IGZO 半導體中各組分對缺陷態和載流子的調節機制,研制低缺陷高遷移率的 IGZO 半導體材料;研究尺寸微縮時雙柵晶體管特性變化規律,通過建立器件結構工藝性能的協同優化策略,實現高性能超短溝道的雙柵 IGZO 晶體管;基于雙柵 IGZO 晶體管,研究新型 2T0C DRAM 存儲單元集成方案,實現大規模 DRAM 陣列集成??己酥笜耍褐苽涓咝阅芏虦系离p柵 IGZO 晶體管器件,滿足溝道長度15 納米,
57、開態電流1000 微安/微米,關態電流10-13安培/微米,亞閾值擺幅80 毫伏特/十倍電流;基于上述雙柵器件,設計并實現新型 2T0C DRAM 存儲單元,滿足存儲單元只有一條位線,并通過晶體管柵極控制實現信號讀取,保持時間1000 秒,寫入電壓1 伏特,寫入時間10 納秒;實現 DRAM陣列規模1K1K。關鍵詞:IGZO,DRAM,薄膜晶體管,集成技術4.6 結合高結合高 k 柵介質的二維氧化物半導體薄膜晶體管界面改柵介質的二維氧化物半導體薄膜晶體管界面改善與器件應用研究善與器件應用研究(青年科學家青年科學家)研究內容:研究低缺陷高遷移率的新型二維氧化物半導體材料;研制低功耗、高性能、高可
58、靠性的二維氧化物半導體薄膜晶體管器件;探索二維氧化物半導體與高 k 柵介質的界面缺陷態起香港科技大學(廣州)H K U S T _ G Z 114 源并提出針對性改進方案;探究二維氧化物薄膜晶體管的熱分布并優化器件熱管理技術??己酥笜耍貉兄瞥叽绱笥?4 英寸、厚度均勻性大于 99%、點缺陷面密度小于 1013/平方厘米的新型二維氧化物半導體材料;薄膜晶體管場效應遷移率40 平方厘米/伏特秒,閾值電壓絕對值2伏特,柵壓應力下閾值電壓漂移0.5伏特Vgs=10伏特100度,獲得/申請發明專利20 件。關鍵詞:二維氧化物材料,高 k 介質,缺陷態,晶體管4.7 無結納米像元發光材料與器件研究無結納米像元發光材料與器件研究(青年科學家青年科學家)研究內容:建立無結型納米材料的發光模型,研究無結納米半導體材料的生長條件、摻雜、晶型調控和表面構型的優化方法,研發高量子效率、窄半峰寬的納米發光材料;研究納米發光薄膜的制備工藝、納米像元發光器件的結構設計與制備方法,以及低串擾低壓調控驅動技術,研制低功耗、高光效的紅綠藍單色無結型納米像元發光器件??己酥笜耍簾o結型半導體納米發光像元尺寸800 納米,驅動電壓峰值30 伏特,發光效率10%。關鍵詞:納米像元,無結發光材料,無結發光器件,無結發光機理