9月13-14日，“2021中國（南京）功率與射頻半導體技術市場應用峰會（CASICON 2021）”在南京召開。本屆峰會由半導體產業網、第三代半導體產業主辦，并得到了南京大學、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟的指導。

 

氧化鎵是新興超寬禁帶半導體，具有禁帶寬度大、擊穿場強高、抗輻射損傷等優點，是超高壓功率器件和深紫外光電子器件的優選材料等優點，也具有p型摻雜難、遷移率低、熱導率低，無法實現雙極型器件等短板。

會上，南京大學電子科學與工程學院教授、博導葉建東帶來了題為“氧化鎵雙極型異質結功率器件研究”的主題報告，報告指出，目前Ga2O3基肖特基功率整流器件的擊穿場強遠低于材料理論極限，主要受肖特基勢壘低所導致。p型寬禁帶氧化物作為空穴傳輸層已在多個領域應用，但在雙極型功率器件中尚未得到充分發揮。

 

氧化鎵p-n異質結的雙極型功率器件已有報道，如NiO/Ga₂O₃、CuI/Ga₂O₃、Cu₂O/Ga₂O₃、α-Ir₂O₃/α-Ga₂O₃等異質p-n結。

 

p型寬禁帶氧化物半導體外延及氧化鎵基p-n異質集成仍存在諸多問題亟需解決。比如亟需抑制位錯、提高合金效率和調控物相的低成本外延技術，亟需抑制氧空位自補償效應和調控價帶電子能帶結構的方法，異質界面質量難以控制，異質界面輸運機理仍需進一步探索，缺乏p-n異質集成、發揮氧化鎵器件高功率優勢的解決方案等。

 

報告從p型NiO單晶薄膜室溫外延、NiO/β-Ga₂O₃ p-n異質結界面特性、能帶結構、陷阱隧穿，NiO/β-Ga₂O₃ p-n結功率二極管，集成NiO場限環的Ga2O3基HJBS，大電流NiO/β-Ga₂O₃ p-n功率二極管，斜臺面終端NiO/β-Ga₂O₃ p-n功率二極管等角度，分享了最新研究進展。

 

報告指出，研究實現p型NiO單晶薄膜的室溫外延，與Ga₂O₃形成p-n異質集成；明晰NiO/β-Ga₂O₃異質結構的電子能帶結構和載流子界面輸運機理；構筑低界面態密度NiO/β-Ga₂O₃ p-n功率二極管器件，并初步通過電路測試，具有高溫、高功率、高效電能轉換特性。研究成果有效規避氧化鎵p型摻雜困難的難題，實現雙極型器件設計，有效提高器件耐壓和降低器件功耗。

 

 

葉建東，長期從事寬禁帶氧化物半導體材料、物理與器件研究，主持和完成國家重點研發計劃課題、國家優秀青年基金、江蘇省杰出青年基金、江蘇省重點研發計劃等。在IEEE Power Electron. Dev., IEEE Electron Dev. Lett., IEEE Trans. Electron Dev., Appl. Phys. Lett等學術期刊上發表130余篇，受邀綜述3篇，專著1章，申請/授權發明專利15/7項。