半导体产业是信息时代的基石,科技含量极高,经济效益大。功率导体器件是电力和子技术的基础,功率器件通常工作于高压、大电流条件下,应用极为广泛,是半导体行业中仅次于大规模集成电路的另一大分支。研究和开发高效节能的新型功率半导体器件可推动产业整体升级,降低器件功耗,实现节能减排和绿色碳发展。
GaN功率器件作为宽禁带半导体的典型代表,可实现能源高效转化,有效降低能源损耗。于洪宇教授致力于研究硅基氮化镓功率器件,利用新型金属、高介质氧化物(MG/HK)的结构来改良阻挡层的结构;使用无金、无剥离的工艺生产GaN HEMT器件,达到CMOS制作工艺的要求,以便实现GaN器件在硅器件代工厂的批量生产。
图1 GaN器件显微照片
图1为实验室制备的GaN功率显微照片。图2 展示了GaN功率器件的CV曲线图,标志着基线建立的成功。基线的建立:GaN器件的流片工艺主要是要解决两种金属接触-欧姆接触和肖特基接触。
图2 CV曲线图 标志着GaN基线成功建立
图2 展示了GaN功率器件的CV曲线图,标志着基线建立的成功。基线的建立:GaN器件的流片工艺主要是要解决两种金属接触-欧姆接触和肖特基接触。
图3 6寸GaN on Si器件照片;图4 65W袖珍电源适配器
目前已在CMOS兼容工艺平台上开发出600V D-mode HEMT器件(图3);并基于此GaN HEMT器件,研发出尺寸规格为54 mm×29 mm×22 mm(为同类产品体积的28%)、效率高达93%的65W袖珍电源适配器(图4)
最后再介绍下于老师的课题组
科研进度
于洪宇教授坚持高端研发、实验测试与产业转化的紧密结合,与北大方正微电子、华为海思半导体、晶湛半导体等高科技企业共同研发低成本硅基氮化镓器件,推进GaN半导体器件在深圳的产业化布局。目前,相关项目已由实验室单步试验转为代工厂验证阶段。
实验条件
另外,于洪宇教授主要依托学校一个1200平米的洁净间,拥有基本的配套实验条件,现有大型仪器及其配套设备20多台/套,设备原值达3000余万元,建成一个GaN HEMT基线工艺,为下一步成果转化和产业化应用打下基础。