深圳大学刘新科:基于氮化镓单晶衬底的半导体器件

日期:2021-10-08     来源:半导体产业网    
核心提示:报告从氮化镓单晶衬底材料的优点;基于氮化镓单晶衬底的垂直电力电子器件(SBDs, PNDs, FETs);基于氮化镓单晶衬底的水平HEMTs器件; 2D/氮化镓单晶的(2D-on-6H)范德华异质结的半导体器件等角度,分享了最新研究成果。
SiC和GaN作为第三代半导体材料的先锋,以其三大特性:开关频率高、禁带宽度大、导通电阻低,使得新一代通用电源在缩小容积以及提升充电速度方面都有了长足进步。近日,由半导体产业网、博闻创意会展(深圳)有限公司主办的“2021第三代半导体技术及充电产业合作论坛”在“ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展”同期举行。
 刘新科
会上,深圳大学微电子研究院院长助理、材料学院研究员刘新科做了题为“基于氮化镓单晶衬底的半导体器件”的主题报告,报告从氮化镓单晶衬底材料的优点;基于氮化镓单晶衬底的垂直电力电子器件(SBDs, PNDs, FETs);基于氮化镓单晶衬底的水平HEMTs器件; 2D/氮化镓单晶的(2D-on-6H)范德华异质结的半导体器件等角度,分享了最新研究成果。

氮化镓材料具有高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐照等优越性能;切合国家 “新基建”的国家战略需求,例如5G/6G、智能电动汽车,大数据中心等,氮化镓是支持新一代移动通信、新能源汽车、高速轨道列车、能源互联网等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件;GaN-on-GaN技术路线的独特特点:1)缺陷密度极低(约103cm-2); (2)横行器件和纵向器件的双可能性; (3) 相同器件面积下,更大的输出电流和更高的器件耐压;(4) 超强的器件可靠性,无电流崩塌等。
 
其中,电力电子器件SBDs方面,主要创新成果有采用HVPE(Si掺)+MOCVD混合生长技术,充分利用HVPE技术具有生长速度快(7-8um/hour)和炭元素含量低(约1015cm-3)的显著特点,以及MOCVD生长速度可控和掺杂技术成熟的特点。
 
采用HVPE(Ge掺)+MOCVD混合生长技术,充分利用HVPE技术具有生长速度快(7-8um/hour)和炭元素含量低(约1015cm-3)的显著特点,以及MOCVD生长速度可控和掺杂技术成熟的特点。
 
电力电子器件PNDs方面,主要创新成果有采用HVPE+MOCVD混合生长技术,充分利用HVPE技术具有生长速度快和炭元素含量低(约1015cm-3)的显著特点,以及MOCVD生长速度可控和掺杂技术成熟的特点。采用氨热法+MOCVD混合生长技术,充分利用氨热法技术的n型高掺杂的特点,来进一步降低导通电阻。
 
电力电子器件HEMTs方面,主要创新成果有采用HVPE+MOCVD混合生长技术,充分利用HVPE技术具有生长速度快和炭元素含量低(约1015cm-3)的显著特点,以及MOCVD生长速度可控和掺杂技术成熟的特点。
 
电力电子器件RF-HEMTs方面,主要创新成果:采用HVPE+MOCVD混合生长技术,充分利用HVPE技术具有生长速度快和炭元素含量低(约1015cm-3)的显著特点,以及MOCVD生长速度可控和掺杂技术成熟的特点。
 
2D-on-6H 异质结器件方面,主要创新成果有在晶格匹配和热膨胀系数相匹配的GaN衬底上面,成功制备大面积MoS2,实现了高性能的MoS2-on-GaN的可见光探测器。
 
嘉宾简介
刘新科,从事致力GaN及其异质结的半导体器件研究,目前承担国家基金委自然科学基金,科技部重点研发计划课题和任务,广东省重点研发计划,深圳市基础布局等10多项科研项目,以第一或通信作者发表85篇SCI (h-index 20),授权专利12项并实现12项专利转让,科研成果被Semiconductor Today, MaterialsviewChina报道。获得获得广东省本科高校在线教学优秀案例一等奖,深圳大学2017-2018年度科研突出贡献奖, 深圳大学2019-2020年度教学突出贡献奖,入选全球2019年度科学影响力排行榜(美国斯坦福大学全球2%科学家,应用物理方向)。
 
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