2019年11月25-27日，第十六屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2019）暨2019國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2019）在深圳會(huì)展中心盛大舉行。作為論壇重要的技術(shù)分會(huì)，“功率電子器件及封裝技術(shù)Ⅰ”論壇于26日上午成功召開。會(huì)議由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦，深圳第三代半導(dǎo)體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦，得到了深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局、德國愛思強(qiáng)股份有限公司、國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、中國電子科技集團(tuán)第十三研究所、英諾賽科科技有限公司、蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司的協(xié)辦支持。該會(huì)由分會(huì)主席浙江大學(xué)特聘教授、電氣工程學(xué)院院長盛況和中山大學(xué)教授劉揚(yáng)共同主持。

　　會(huì)上，來自北卡羅來納州立大學(xué)客座教授、PowerAmerica研究院功率器件技術(shù)主任張清純分享了《碳化硅功率器件最新進(jìn)展》研究報(bào)告。

　　國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院功率半導(dǎo)體研究所副總工、教授楊霏分享了《碳化硅高壓電力電子器件及應(yīng)用進(jìn)展》技術(shù)報(bào)告。碳化硅（SiC）作為近年來備受關(guān)注的一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高熱導(dǎo)率以及高電子飽和漂移速度等良好的物理和電學(xué)特性。寬禁帶半導(dǎo)體SiC電力電子器件,突破了傳統(tǒng)硅基器件在耐壓、工作頻率以及轉(zhuǎn)換效率等方面的性能極限,從而使電力系統(tǒng)功耗降低30%以上,在＂大容量柔性直流輸電＂、＂高效高體積功率密度電力電子變壓器＂等未來新一代智能電網(wǎng)領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。首先介紹超高壓碳化硅電力電子器件在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的重要性,對(duì)近年來國內(nèi)外超高壓碳化硅電力電子器件（〉10 kV）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、研制水平、最新進(jìn)展以及其面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析總結(jié),并對(duì)超高壓碳化硅電力電子器件在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用及未來的發(fā)展前景做出概述與展望。

　　蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司總裁丁國華帶來了《改進(jìn)碳化硅MOSFET RONSP的器件結(jié)構(gòu)和工藝研究》主題報(bào)告。丁國華總裁表示，碳化硅MOSFET由于工藝制造上的難點(diǎn)和材料限制，無法像硅基MOSFET利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成溝道，導(dǎo)致溝道長度的設(shè)計(jì)必須考慮光刻套刻偏差的影響，不能設(shè)計(jì)為最優(yōu)尺寸，以及在SiC-Sio2界面的缺陷密度導(dǎo)致溝道遷移率下降，都對(duì)RONSP造成不利影響。如何降低光刻套刻偏差對(duì)溝道長度的影響以及優(yōu)化SiC-SiO2界面的缺陷密度，提高溝道遷移率。

　　中國科學(xué)院微電子研究所湯益丹分享了《大電流1.2kV SiC JBS器件浪涌能力電熱分析》研究報(bào)告。基于SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基（JBS）二極管工作原理及其電流/電場均衡分布理論,采用高溫大電流單芯片設(shè)計(jì)技術(shù)及大尺寸芯片加工技術(shù),研制了1 200 V/100 A高溫大電流4H-SiC JBS二極管。該器件采用優(yōu)化的材料結(jié)構(gòu)、有源區(qū)結(jié)構(gòu)和終端結(jié)構(gòu),有效提高了器件的載流子輸運(yùn)能力。測試結(jié)果表明,當(dāng)正向?qū)▔航禐?.60 V時(shí),其正向電流密度達(dá)247 A/cm^2（以芯片面積計(jì)算）。在測試溫度25和200℃時(shí),當(dāng)正向電流為100 A時(shí),正向?qū)▔航捣謩e為1.64和2.50 V;當(dāng)反向電壓為1 200 V時(shí),反向漏電流分別小于50和200μA。動(dòng)態(tài)特性測試結(jié)果表明,器件的反向恢復(fù)特性良好。器件均通過100次溫度循環(huán)、168 h的高溫高濕高反偏（H3TRB）和高溫反偏可靠性試驗(yàn),顯示出優(yōu)良的魯棒性。器件的成品率達(dá)70%以上。

　　美國Nitride Crystals Inc.首席技術(shù)官Alexander S. USIKOV先生分享了《用于氣體檢測和生物傳感器的碳化硅基石墨烯材料》研究報(bào)告。

　　美國弗吉尼亞理工大學(xué)助理教授Christina DIMARINO分享了《高電壓寬禁帶功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)》研究報(bào)告。她表示，寬禁帶功率半導(dǎo)體可以使高電壓的開關(guān)更高速，并已經(jīng)應(yīng)用在一部分領(lǐng)域中，其中包括中壓驅(qū)動(dòng)、中壓直流海軍平臺(tái)、大規(guī)模風(fēng)力和太陽能平臺(tái)、先進(jìn)分配系統(tǒng)、斷路器和轉(zhuǎn)換器。但是高電壓、高速的開關(guān)特點(diǎn)也是主要挑戰(zhàn)。高電壓會(huì)導(dǎo)致電場強(qiáng)度的上升，同時(shí)高速開關(guān)會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的電磁感應(yīng)。現(xiàn)在的功率模塊封裝無法應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并會(huì)限制其性能的發(fā)揮。新的技術(shù)和材料需要?jiǎng)?chuàng)造一種可以釋放高壓寬禁帶器件的封裝。報(bào)告主要討論高壓寬禁帶功率半導(dǎo)體封裝，并提出針對(duì)10kV碳化硅MOSFET的改進(jìn)封裝技術(shù)。

　　中南大學(xué)教授汪煉成分享了《高功率和高溫IGBT及功率模塊封裝研究》技術(shù)報(bào)告。

　　加拿大CROSSLIGHT半導(dǎo)體軟件公司創(chuàng)立人兼總裁李湛明分享了《寬禁帶器件的設(shè)計(jì)和TCAD模擬》研究報(bào)告。由于異質(zhì)結(jié)、界面固定電荷、超低本征載流子密度和量子化態(tài)密度的存在，gaas和GaN等寬禁帶半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和TCAD模擬與硅半導(dǎo)體有很大的不同。本文概述了幾種常用的基于寬帶隙的器件在設(shè)計(jì)和仿真中面臨的挑戰(zhàn)和實(shí)際方法。對(duì)于GaN基LED和微型LED，俄歇復(fù)合結(jié)合非局域熱載流子泄漏和量子隧穿決定器件性能，必須在TCAD軟件中進(jìn)行精確處理，當(dāng)正向肖特基二極管泄漏或介質(zhì)擊穿成為主要的擊穿機(jī)制時(shí)，通常不存在雪崩擊穿。TCAD仿真網(wǎng)格的構(gòu)建必須保證在高電壓下的精確場分布是一致的。在為射頻應(yīng)用建模GaN-HEMT時(shí)，必須在AC分析中包括圍繞柵極的高頻寄生效應(yīng)。