山西发布“揭榜挂帅”项目：涉及碳纳米管、碳化硅、OLED等

近期，从山西省科技厅获悉，围绕先进制造业、碳达峰碳中和、数字经济、有机旱作农业和现代农业以及未来产业等领域，2021年度山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目正式发布，面向国内外广泛征集优势科研团队挂帅揭榜攻关。本次张榜的项目共有29个，分为企业重大技术攻关、重大基础前沿与民生公益两类。

重大基础前沿与民生公益类项目有7个，包括：集成电路用高纯度半导体碳纳米管制备关键技术研发、大规模离子阱量子计算的关键技术研究、基于量子光源的激光干涉引力波探测器原型机关键技术研究、有机旱作农业技术体系构建与示范应用等。

重大技术攻关类项目有22个，包括大尺寸4H-SiC单晶衬底材料制备产业化技术研发、8英寸碳化硅单晶生长设备研发、柔性OLED照明核心材料及其面板制备关键技术、低（不含）重稀土高性能钕（铈、镧）铁硼磁体开发与产业化、基于高可靠性服役条件的大直径复杂结构机车轮关键技术研究等。

集成电路用高纯度半导体碳纳米管制备关键技术研发项目

研究内容：

• 高纯度半导体单壁碳纳米管材料的大规模制备方法研究；

• 碳纳米管网络和阵列薄膜大面积制备方法研究；

• 高性能碳纳米管薄膜晶体管制备工艺研究；

• 对碳纳米管材料的高精度成像研究。

考核指标：

• 研究出1-2种高纯度单壁半导体碳纳米管材料的大规模制备方法，对单壁半导体碳纳米管的手性实现一定的调控，并实现纯度>99.99%的半导体碳纳米管的稳定可控制备。

• 实现大面积（8寸圆片或200mm×200mm方片）均匀密度可控的碳纳米管网络薄膜的稳定制备，片上和片间密度均匀性涨落<15%。

• 研究出碳纳米管阵列薄膜的制备方法，实现大面积（4寸圆片）碳纳米管阵列薄膜的稳定可控制备。

• 研究出碳纳米管薄膜晶体管的半导体制造工艺，器件迁移率>100cm2/Vs，阈值电压均一性ΔVth<0.5V，界面态密度<5×1012/(cm2⋅eV)，开态电流涨落<20%,阈值电压漂移<2V(1小时)。

• 实现利用原子芯片上光晶格中的超冷原子气体进行高灵敏度微弱力测量，探测灵敏度优于10-24N/(Hz)1/2，实现对碳纳米管的精准二维成像。

大尺寸4H-SiC单晶衬底材料制备产业化技术研发

研究内容：

开展大尺寸4H-SiC单晶生长的热力学和动力学特性研究、晶体生长过程中杂质、多晶型和缺陷控制技术研究，突破有限元仿真双线圈高梯度坩埚热场结构设计、微管、位错、碳包体等缺陷抑制；开展4H-SiC单晶生长一致性、稳定性、低表面损伤单晶衬底规模化制备技术研发；研究高效、低损耗的加工技术和大尺寸 4H-SiC 单晶衬底表面粗糙度控制技术；推进大尺寸、低成本碳化硅单晶衬底材料产业化。

研究目标：

研制新产品6 英寸N型4H-SiC单晶衬底，填补国内6英寸N 型 4H-SiC 单晶衬底产业化空白，技术水平达到国际先进，满足新能源汽车、轨道交通、特高压输变电等“新基建”对高质量碳化硅衬底的需求。

项目达成后可实现产值3.5亿元、利润4000万元，助力国家相关产业实现自主可控。以半导体衬底这种基础材料强大的规模化基础，吸引省外产业上下游相关优质企业建厂或成立分公司，补齐我省第三代半导体产业链，带动我省形成第三代半导体产业集群，形成产业化示范。

8英寸碳化硅单晶生长设备研发

研究内容：

• 超高温热场梯度仿真与控制技术：基于热场/流体场耦合仿真技术，研究 8 英寸碳化硅物理气相输运过程的稳定可控高温物质输运，并通过热场部件结构设计与热场仿真，构建适合碳化硅单晶生长的高温稳定热场。

• 真空密封技术：基于真空物理基础与设计原理，设计先进密封结构，完成坩埚旋转运动部件的动密封，实现低漏率高真空度的设备密封，保证反应充分性与掺杂均匀性。

• 晶体缺陷控制技术：结合单晶生长设备与工艺，研究碳化硅本征深能级点缺陷的形成机理及工艺技术，研究晶型控制、微管抑制与应力降低，获得适合自主研发单晶生长设备的配套工艺解决方案。

研究目标：

以提升自主可控的大尺寸碳化硅单晶材料生长能力为目的，开展设备研制与工艺应用的融合创新，强化设备工艺适应性、可靠性、稳定性，以提高碳化硅单晶尺寸、均匀性与生长速率为主要目标，研制高质量、高稳定性、自主可控的8英寸高纯半绝缘碳化硅单晶生长设备，促进山西省碳化硅产业的持续发展。

参考资料：山西省科学技术厅