碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，也代表了功率電子器件的發(fā)展方向，在新一代高效率、小尺寸的電力轉(zhuǎn)換與管理系統(tǒng)、新能源汽車、工業(yè)電機(jī)等領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/div>
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）在深圳會展中心盛大舉行。作為論壇重要的技術(shù)分會，“功率電子器件及封裝技術(shù)Ⅱ”論壇于26日下午成功召開。該分會由國家半導(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。該會加拿大多倫多大學(xué)吳偉東教授主持。
會上，邀請到了日本福井大學(xué)教授Masaaki KUZUHARA先生分享了《基于半絕緣氮化鎵襯底生長的高擊穿電壓氮化鎵HEMT器件》研究報告。Masaaki Kuzuhara分別于1979、1981和1991年從日本京都大學(xué)獲得電氣工程學(xué)學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。1981年他曾參與關(guān)于III-V heterojunction FETs的科研工作。1998至2003年，他致力于開發(fā)用于電源應(yīng)用的氮化鎵基異質(zhì)結(jié)FETs。2004年，他成為福井大學(xué)工程研究院教授。他目前的研究領(lǐng)域包括用于高壓和高頻應(yīng)用的IIInitride異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件。2002年獲得新技術(shù)發(fā)展基金會頒發(fā)的一村獎，以獎勵他在用于手機(jī)的3V GaAs HEMT的技術(shù)發(fā)展上的卓越貢獻(xiàn)。2006年他獲得福井縣科學(xué)獎，以表彰他在發(fā)展高壓GaN HEMT結(jié)構(gòu)上的貢獻(xiàn)。他還是IEEE會士及日本應(yīng)用物理學(xué)會會士。
GaN具有高電子飽和速度、高臨界電場等優(yōu)異的材料性能，已成為制備超低損耗功率器件最有前途的材料。報告中，介紹了基于獨(dú)立式氮化鎵襯底制備出一系列氮化鎵 HEMT器件。實驗結(jié)果顯示高電阻氮化鎵襯底是實現(xiàn)高電壓氮化鎵HEMT和高臨界電場的關(guān)鍵。針對氮化鎵襯底中鏟子鐵離子確保高電阻的特性，實驗結(jié)果表明隨著鐵的摻雜濃度從2*1018提升到6*1018cm-3，HEMT的擊穿電場從1.0提升到1.2MV/cm。
利用二維電子氣的高電子遷移率和高擊穿臨界場，研制了一種GaN基高電子遷移率晶體管（HEMT）。然而，在GaN基HEMTs中觀察到的過早擊穿特性仍然阻礙了理想的高壓操作。據(jù)報道，在GaN基HEMT結(jié)構(gòu)中測得的有效擊穿場一般小于1 MV /cm，遠(yuǎn)低于3.3 MV /cm的預(yù)期臨界場。最近，一種獨(dú)立的GaN襯底已經(jīng)商業(yè)化。使用獨(dú)立的GaN襯底作為襯底外延生長的優(yōu)點無疑是其低位錯密度，這對于抑制高電場下的缺陷相關(guān)漏電流是很重要的。在這項工作中，我們在一個獨(dú)立的半絕緣氮化鎵基板上制備了一系列氮化鎵基 HEMT。結(jié)果表明，保證GaN基片的高電阻率對于獲得具有最新高臨界電場的高壓GaN-HEMTs具有特別重要的意義。【內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解】
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