南方科技大学于洪宇:Si基GaN功率器件及其上电源系统的关键技术研究进展

日期:2020-12-16 来源:第三代半导体产业网阅读:540
核心提示:南方科技大学深港微电子学院院长、教授于洪宇分享了Si基GaN功率器件及其电源系统的关键技术研究进展,介绍了宽禁带半导体器件研究进展,包括GaN-HEMT优化、使用GaN-HEMT的电源适配器、GaN传感器、谐振器和滤波器、Beta-Ga2O3 MOSFET等,并表示,南方科技大学已成立第三代半导体研究所和5G中高频器件制造中心,以推动WBS的研发。重点研究GaN功率器件、GaN射频器件、GaN传感器和滤波器。
近日,由国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)与第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,南方科技大学微电子学院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十七届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2020)暨2020国际第三代半导体论坛(IFWS 2020)在深圳会展中心召开。
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期间,由广东芯聚能半导体有限公司,中电化合物半导体有限公司,英诺赛科(珠海)科技有限公司共同协办的功率电子器件及封装技术分会上,南方科技大学深港微电子学院院长、教授于洪宇分享了Si基GaN功率器件及其电源系统的关键技术研究进展,介绍了宽禁带半导体器件研究进展,包括GaN-HEMT优化、使用GaN-HEMT的电源适配器、GaN传感器、谐振器和滤波器、Beta-Ga2O3 MOSFET等,并表示,南方科技大学已成立第三代半导体研究所和5G中高频器件制造中心,以推动WBS的研发。重点研究GaN功率器件、GaN射频器件、GaN传感器和滤波器。

以GaN和SiC等为代表的第三代半导体材料及器件具有优良的高温高压及高频特性,被认为是下一代信息存储及智能制造技术的核心。日本、美国及欧洲等国家均将第三代半导体纳入国家发展战略规划,中国第三代半导体产业亦形成了以长三角、珠三角等为代表的产业集群。




 
近年来,研究在GaN功率器件和射频器件领域取得了一系列研究成果:开发了多种刻蚀及欧姆接触工艺,实现了世界最低的无金欧姆接触电阻0.063Ω·mm,相关成果在IEEE Electron Device Letters(IEEE Electr. Device. L. 41, 1, 2020)发表,并被遴选为当期封面文章;创新性地引入石墨烯复合栅,在增大HEMT阈值电压稳定性的同时,有效减少漏电并提高栅极击穿电压(>12V),这一数值目前为国内外文献报道中关于p-GaN HEMT器件栅极击穿电压的最高水平,该成果发表于IEEE Transactions on Electron Devices(IEEE T. Electron. Dev. 67, 3, 2020);通过双氮化硅应力层调节势垒层极化强度,制备了具有优良输出特性的常关型GaN基HEMT器件,并引入梳状栅极,有效抑制了短沟道效应,相关研究成果发表于Semiconductor Science and Technology(Semicond. Sci. Tech. 35, 4, 2020),并被国际著名半导体行业媒体 Semiconductor Today特约报道。
 
在此基础上,进一步研发了GaN高频开关驱动电路及超小型的65瓦电源适配器,体积仅71*32*1.2mm,GaN器件工作的开关频率高达130kHz,最高效率达到93%,体积减小超过1/2,具有2C/1A接口,效率与温升达到市场先进水平,实现了微型化、高效率的充电功能,探索了氮化镓器件在开关电源行业的新应用。此外,团队在GaN气体传感器、氧化镓MOS器件、LiNbO3薄膜基谐振器及滤波器领域也展开了相关的创新性工作。
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于洪宇教授在第三代半导体领域承担了与华为/方正微电子等公司的横向课题,使得GaN功率器件在其公司的p-line生产,目前承担一项6寸硅基GaN功率器件产业化的广东省重大专项。在电子陶瓷领域创办南湾通信科技有限公司,成功吸引天使投资1500万用于量产介质滤波器。
 
在集成电路工艺与器件方面,包括CMOS、新型超高密度存储器、GaN器件与系统集成(GaN HEMT)、以及电子陶瓷方面发表学术论文近400篇,其中近180篇被SCI收录,总他引次数近5000次,H 影响因子为39。编辑2本书籍并撰写了4本专业书籍的章节。发表/被授予近20 项美国/欧洲专利以及30项以上国内专利。数十次做国际学术会议邀请报告,担任若干国际会议TPC member 以及session chair。任中国最高综合类学术期刊Science Bulletin(科学通报英文版)副主编以及《Journal of Semicondictor》编辑。作为项目负责人,承担超过7000万人民币国家/省/市/以及横向科研项目(包括新加坡主持项目)。
 
代表南科大与第三代半导体产业技术创新战略联盟共同成功筹建深圳第三代半导体研究院,并担任副院长。与清华大学共同牵头成功筹建广东省未来网络高端器件制造业创新中心,成功筹建南科大深港微电子学院(被教育部批准为国家示范性微电子学院)以及未来通信集成电路教育部工程研究中心。牵头组建深圳市第三代半导体重点实验室、广东省GaN器件工程技术中心,并成立团队。广东省科技创新领军人才,享受深圳市政府特殊津贴,英国工程技术学会会士(Fellow of IET)。
 
(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)
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