近日，由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦，南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。

 

期間，由廣東芯聚能半導體有限公司，中電化合物半導體有限公司，英諾賽科(珠海)科技有限公司共同協辦的功率電子器件及封裝技術分會上，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所周宇帶來了硅基GaN增強型HEMT電力電子器件的研究成果。分享了硅基GaN HEMT材料研究基礎，p-GaN柵增強型HEMT的關鍵技術。

 

大尺寸、低成本硅基GaN電力電子和微波射頻電子器件在消費類電子快充、數據中心電源、無人駕駛激光雷達、無線射頻通信等領域有著廣泛而重要的應用前景。然而，硅襯底與GaN之間巨大的晶格失配和熱膨脹系數失配等常常造成硅基GaN薄膜材料中存在大量的穿透位錯，影響材料質量和器件性能，而且巨大的張應力還常常引起龜裂，嚴重制約器件的制備。此外，硅基GaN材料中的Si與Mg及C雜質的可控摻雜對電子器件的耐壓、電阻、開啟電壓等性能至關重要。

 

報告介紹在硅襯底上外延生長高質量GaN材料的關鍵難點與技術解決方案，以及近期的相關進展。10?m厚、無裂紋的硅基GaN連續薄膜（無插入層）的穿透位錯密度僅為6×107 cm-2，為研制GaN電子器件奠定了優異的材料基礎。
 

基于高質量的硅基GaN及異質結的材料生長和可控摻雜技術，成功研制了高性能的硅基GaN垂直結構功率二極管（SBD、PiN等）和基于二次外延p型柵的增強型HEMT電力電子器件。報告討論硅基GaN射頻電子器件研制的主要挑戰，并報道基于AlGaInN超薄勢壘層的硅基GaN射頻電子器件的研究進展、以及下一步的主要研究計劃。
 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）