近日，松山湖材料实验室的第三代半导体团队与西安电子科技大学郝跃院士课题组、张进成教授、李祥东教授团队以及广东致能科技有限公司联合攻关，成功研发出基于2~6英寸AlN单晶复合衬底的高性能GaNHEMTs（氮化镓高电子迁移率晶体管）晶圆。这一创新的突破不仅优化了半导体材料的性能，还在成本和效率上实现了重大提升。

采用AlN单晶复合衬底，材料的位错密度降至2×10^8 cm-2数量级，为降低外延成本并有效控制晶圆翘曲提供了重要基础。团队通过精确调控AlGaN缓冲层的厚度至350纳米，使得整个制备过程更加高效，显著提升了器件性能。

值得注意的是，团队在研究过程中发现，AlN单晶衬底表面的Si、O杂质会引发寄生漏电通道，影响HEMTs器件的关断特性。为此，团队创新性地提出了二次生长AlN埋层的方法，通过覆盖杂质层，使其无法在超宽禁带材料中离化，从而有效抑制漏电现象。

实验结果表明，采用350nm无掺杂超薄AlGaN缓冲层的GaNHEMTs晶圆，横向击穿电压成功突破10kV，器件关态耐压超过8kV，动态电流崩塌小于20%，且阈值电压漂移保持在10%以内，性能优异，初步通过了可靠性评估。