相比于傳統半導體材料,超寬禁帶半導體具有更高的導電性和更高的光電響應能力,由于其特殊的物理和化學性質,被認為是半導體技術的重要突破之一。近期,第十屆國際第三代半導體論壇&第二十一屆中國國際半導體照明論壇(IFWS&SSLCHINA2024)在蘇州召開。
期間,國家第三代半導體技術創新中心(蘇州)、北京北方華創微電子裝備有限公司、蘇州思體爾軟件科技有限公司、深圳平湖實驗室協辦支持的“超寬禁帶半導體技術 II”分會上,西安交通大學副教授王瑋、大阪公立大學教授梁劍波、馬來西亞理科大學納米光電子研究與技術研究所副教授Mohd Syamsul Nasyriq Bin Samsol Baharin,北方工業大學副教授張旭芳,哈爾濱工業大學教授代兵,西安電子科技大學教授張金風,復旦大學蔡子靈,中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員王浩敏,中國電子科技集團公司第五十五研究所正高級工程師郭懷新,西安電子科技大學副教授任澤陽等嘉賓們齊聚,共同探討超寬禁帶半導體技術的最新進展與趨勢。西安電子科技大學教授張金風,鄭州大學教授、日本名古屋大學客座教授劉玉懷共同主持分會。
劉玉懷
鄭州大學教授、日本名古屋大學客座教授
張金風
西安電子科技大學教授
《金剛石輻射探測器級材料制備和器件性能研究》
王瑋
西安交通大學副教授
《金剛石襯底和器件的發展》
梁劍波
大阪公立大學教授
大阪公立大學教授梁劍波做了“金剛石常溫鍵合技術在功率器件熱管理中的研發與應用”的主題報告,分享了相關研究進展。報告指出,在室溫下,使用SAB方法將生長在Si上的AlGaN/GaN/3C-SiC薄膜有效地轉移到SCD和PCD基板上,然后在這些金剛石基板上成功制備了GaN-HEMT。接合界面表現出卓越的堅固性,能夠承受各種器件制造工藝。3C SiC/PCD界面處的熱邊界電導測量值高于150 W/m2?K,標志著比現行標準有了顯著進步。金剛石上的GaN HEMT由于其高效的散熱性能而表現出優異的輸出特性。
Mohd Syamsul Nasyriq Bin Samsol Baharin
馬來西亞理科大學納米光電子研究與技術研究所副教授
馬來西亞理科大學納米光電子研究與技術研究所副教授Mohd Syamsul Nasyriq Bin Samsol Baharin做了“增強持久氫端透明聚晶金剛石場效應晶體管的高溫性能”的主題報告,分享了透明聚晶金剛石場效應晶體管(TPD-FET)的高壓操作和高溫操作。報告指出,這些器件具有寬范圍的寬柵漏長度(LGD)和400nm厚的Al2O3鈍化層。在高壓測量中觀察到超過1000V的電壓擊穿。還顯示了器件在RT至673 K下的溫度依賴性和性能。研究顯示研究顯示,在高溫條件下,LGD值分別為16μm、18μm、20μm和22μm的器件的擊穿電壓顯著降低到184 V、278 V、305 V和394 V。由于碰撞電離傾向很高,預計在高溫下這些故障會減少。與RT擊穿電壓相比,器件的漏電流要高得多(102到105個數量級)。TPD-FET的性能與基于UWBG的器件相當,特別適用于高擊穿電壓和高溫應用。這項研究將為未來研究金剛石FET在互補電路中的真正潛力以及這些器件的改進奠定基礎。
張旭芳
北方工業大學副教授
北方工業大學副教授張旭芳做了“水蒸汽處理下Al2O3 /金剛石MOS界面的系統表征”的主題報告,分享了相關研究進展。報告顯示,通過水蒸氣處理制備了金剛石MOSCAP,并對其進行了表征界面特性全面。O端金剛石中存在大密度的界面態和正固定氧化物電荷基于循環C-V和同時C-V測量的無退火MOS。引入水蒸氣處理顯著降低了Dit和有效的正固定收費。形成了新型的OH封端金剛石,并通過高分辨率分析了金剛石與MOS的界面低C-V法和電導法。
代兵
哈爾濱工業大學教授
哈爾濱工業大學教授代兵做了”極端環境下金剛石材料及器件性能“的主題報告,分享了金剛石的生長、金剛石溫度傳感器等相關的研究進展。報告指出,在CVD金剛石生長環境下,異質襯底通常無法產生金剛石晶核或晶核密度極低,足夠高的晶核密度,是生長出高品質、自支撐單晶金剛石的前提,偏壓增強形核(BEN)技術仍是目前能夠獲得與襯底取向一致的高密度金剛石晶核的最佳方法。目前金剛石硼摻雜研究主要集中在硼源、晶面、摻雜方式、摻雜濃度控制、晶體質量、摻雜厚度控制等。
蔡子靈
復旦大學
復旦大學蔡子靈做了”GaN上多晶金剛石的外延生長和散熱研究“的主題報告,分享了相關研究進展。報告顯示,金屬和GaN之間的TBR可以與GaN/金剛石的TBR相當;由于聲子譜與GaN的更好重疊,Ti與GaN的TBR最低;通過在ND籽晶法后引入AlN中間層,實現了5m2K/W的TBReff金剛石/GaN。獲得了熱導率為250W/mK的PCD膜。通過增加PCD膜厚度可以預期更高的導熱性。
王浩敏
中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員
《六角氮化硼薄膜制備、微觀結構與應用》
郭懷新
中國電子科技集團公司第五十五研究所正高級工程師
《金剛石與功率器件集成熱管理應用分析》
任澤陽
西安電子科技大學副教授
西安電子科技大學副教授任澤陽做了”金剛石半導體摻雜及器件研究“的主題報告,報告顯示,大尺寸單晶金剛石近年來我國研究進展迅速;2英寸單晶已逐步實現產業化,成本不斷降低;高質量金剛石逐步實現追趕超越;體摻雜器件在高壓器件中展現出應用潛力;金剛石表面終端電導器件正不斷取得新突破;新型表面電導和高效摻雜技術仍需不斷突破。
(根據現場資料整理,僅供參考)