11月25-27日,由深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局特別支持,國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)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的第十六屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇(SSLCHINA 2019)暨2019國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇(IFWS 2019)在深圳會(huì)展中心召開(kāi)。
11月26日上午,“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)” 分會(huì)如期召開(kāi)。本屆分會(huì)由蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所、國(guó)家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、英諾賽科科技有限公司協(xié)辦。
以金剛石、氧化鎵、氮化鋁、氮化硼等為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用,近年來(lái)不斷獲得技術(shù)的突破。超寬帶半導(dǎo)體材料具有更高的禁帶寬度、熱導(dǎo)率以及材料穩(wěn)定性,在新一代深紫外光電器件、高壓大功率電力電子器件等意義重大的應(yīng)用領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
日本國(guó)立佐賀大學(xué)同步輻射光應(yīng)用研究中心主任、電氣電子系教授郭其新,西安電子科技大學(xué)教授張金風(fēng),瑞士Microdiamant研發(fā)部門負(fù)責(zé)人Christian JENTGENS,鄭州大學(xué)教授、日本名古屋大學(xué)客座教授劉玉懷,西安交通大學(xué)副教授李強(qiáng),北京大學(xué)劉放、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙曉龍等來(lái)自中外嘉賓聯(lián)袂帶來(lái)精彩報(bào)告。
日本國(guó)立佐賀大學(xué)同步輻射光應(yīng)用研究中心主任、電氣電子系教授郭其新,西安電子科技大學(xué)教授張金風(fēng),瑞士Microdiamant研發(fā)部門負(fù)責(zé)人Christian JENTGENS,鄭州大學(xué)教授、日本名古屋大學(xué)客座教授劉玉懷,西安交通大學(xué)副教授李強(qiáng),北京大學(xué)劉放、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙曉龍等來(lái)自中外嘉賓聯(lián)袂帶來(lái)精彩報(bào)告。

會(huì)上,西安電子科技大學(xué)教授張金風(fēng)做了題為“金剛石超寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件新進(jìn)展”的主題報(bào)告。她介紹說(shuō),金剛石屬于新興的超寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有禁帶寬度大,耐擊穿,載流子遷移率高,熱導(dǎo)率極高,抗輻照等優(yōu)點(diǎn)。在熱沉,大功率、高頻器件,光學(xué)窗口,量子信息等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用潛力。
報(bào)告中介紹了大尺寸金剛石單晶的制備方法最成功的是同質(zhì)外延的克隆拼接生長(zhǎng)方法和在Ir襯底上異質(zhì)外延的生長(zhǎng)方法。她表示,實(shí)現(xiàn)室溫下高電離率的體摻雜尤其是N型摻雜仍然比較困難,主要在高壓二極管方面有一些應(yīng)用;而場(chǎng)效應(yīng)管器件主要依靠氫終端金剛石P型表面電導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。氫終端金剛石場(chǎng)效應(yīng)管已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了飽和輸出電流密度1.3A/mm,擊穿電壓2kV,截止頻率53GHz,最大振蕩頻率120GHz,1GHz連續(xù)波輸出功率密度3.8W/mm等器件性能。
在金剛石材料生長(zhǎng)方面,西安電子科技大學(xué)在國(guó)內(nèi)首次報(bào)道了單晶金剛石的有效擴(kuò)徑生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)公開(kāi)報(bào)道的邊長(zhǎng)最大(10 mm)的金剛石CVD單晶材料,材料質(zhì)量達(dá)到了元素六公司標(biāo)準(zhǔn)級(jí)單晶水平。首次對(duì)氫終端金剛石表面的二維空穴氣的低場(chǎng)遷移率隨溫度和載流子濃度的變化關(guān)系給出了定量理論解釋。
在高性能金剛石MOSFET器件研究方面,我們率先開(kāi)展了MoO3柵介質(zhì)的金剛石MOSFET器件研究。與國(guó)際上報(bào)道的同等柵長(zhǎng)金剛石MOSFET器件相比,我們研制的器件的導(dǎo)通電阻降低到了三分之一,同時(shí),跨導(dǎo)提高了約3倍。同時(shí)證明了器件在200℃下工作的熱穩(wěn)定性。相關(guān)的結(jié)果兩次發(fā)表在微電子領(lǐng)域頂級(jí)快報(bào)IEEE Electron Device Letters 上面。這分別是中國(guó)大陸在金剛石電子器件研究方面發(fā)表在IEEE期刊上面的第一篇和第二篇文章。基于低溫ALD氧化鋁柵介質(zhì)和鈍化層,柵長(zhǎng) 2 μm的金剛石 MOSFET 器件實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 339 mA/mm 的飽和輸出電流,這是目前報(bào)道的同等柵長(zhǎng)金剛石 MOSFET 器件的最高值之一;還驗(yàn)證了器件的連續(xù)工作穩(wěn)定性。
最后,她還介紹了近期還實(shí)現(xiàn)了高性能增強(qiáng)型金剛石MOSFET,制備出便于集成的高性能增強(qiáng)型鐵電柵介質(zhì)金剛石MOSFET,首次觀測(cè)了金剛石MOSFET的脈沖開(kāi)關(guān)特性等。面向未來(lái),金剛石MOSFET向高溫高壓器件和微波功率器件發(fā)展,仍有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。我們將不懈努力,推動(dòng)金剛石超寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件的研究發(fā)展。
(內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理,如有出入敬請(qǐng)諒解)