近日,由國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)與第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)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(chǎn)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(xié)辦的功率電子器件及封裝技術(shù)分會上,南方科技大學深港微電子學院院長、教授于洪宇分享了Si基GaN功率器件及其電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究進展,介紹了寬禁帶半導體器件研究進展,包括GaN-HEMT優(yōu)化、使用GaN-HEMT的電源適配器、GaN傳感器、諧振器和濾波器、Beta-Ga2O3 MOSFET等,并表示,南方科技大學已成立第三代半導體研究所和5G中高頻器件制造中心,以推動WBS的研發(fā)。重點研究GaN功率器件、GaN射頻器件、GaN傳感器和濾波器。
以GaN和SiC等為代表的第三代半導體材料及器件具有優(yōu)良的高溫高壓及高頻特性,被認為是下一代信息存儲及智能制造技術(shù)的核心。日本、美國及歐洲等國家均將第三代半導體納入國家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)亦形成了以長三角、珠三角等為代表的產(chǎn)業(yè)集群。
近年來,研究在GaN功率器件和射頻器件領(lǐng)域取得了一系列研究成果:開發(fā)了多種刻蝕及歐姆接觸工藝,實現(xiàn)了世界最低的無金歐姆接觸電阻0.063Ω·mm,相關(guān)成果在IEEE Electron Device Letters(IEEE Electr. Device. L. 41, 1, 2020)發(fā)表,并被遴選為當期封面文章;創(chuàng)新性地引入石墨烯復合柵,在增大HEMT閾值電壓穩(wěn)定性的同時,有效減少漏電并提高柵極擊穿電壓(>12V),這一數(shù)值目前為國內(nèi)外文獻報道中關(guān)于p-GaN HEMT器件柵極擊穿電壓的最高水平,該成果發(fā)表于IEEE Transactions on Electron Devices(IEEE T. Electron. Dev. 67, 3, 2020);通過雙氮化硅應力層調(diào)節(jié)勢壘層極化強度,制備了具有優(yōu)良輸出特性的常關(guān)型GaN基HEMT器件,并引入梳狀柵極,有效抑制了短溝道效應,相關(guān)研究成果發(fā)表于Semiconductor Science and Technology(Semicond. Sci. Tech. 35, 4, 2020),并被國際著名半導體行業(yè)媒體 Semiconductor Today特約報道。
在此基礎上,進一步研發(fā)了GaN高頻開關(guān)驅(qū)動電路及超小型的65瓦電源適配器,體積僅71*32*1.2mm,GaN器件工作的開關(guān)頻率高達130kHz,最高效率達到93%,體積減小超過1/2,具有2C/1A接口,效率與溫升達到市場先進水平,實現(xiàn)了微型化、高效率的充電功能,探索了氮化鎵器件在開關(guān)電源行業(yè)的新應用。此外,團隊在GaN氣體傳感器、氧化鎵MOS器件、LiNbO3薄膜基諧振器及濾波器領(lǐng)域也展開了相關(guān)的創(chuàng)新性工作。
于洪宇教授在第三代半導體領(lǐng)域承擔了與華為/方正微電子等公司的橫向課題,使得GaN功率器件在其公司的p-line生產(chǎn),目前承擔一項6寸硅基GaN功率器件產(chǎn)業(yè)化的廣東省重大專項。在電子陶瓷領(lǐng)域創(chuàng)辦南灣通信科技有限公司,成功吸引天使投資1500萬用于量產(chǎn)介質(zhì)濾波器。
在集成電路工藝與器件方面,包括CMOS、新型超高密度存儲器、GaN器件與系統(tǒng)集成(GaN HEMT)、以及電子陶瓷方面發(fā)表學術(shù)論文近400篇,其中近180篇被SCI收錄,總他引次數(shù)近5000次,H 影響因子為39。編輯2本書籍并撰寫了4本專業(yè)書籍的章節(jié)。發(fā)表/被授予近20 項美國/歐洲專利以及30項以上國內(nèi)專利。數(shù)十次做國際學術(shù)會議邀請報告,擔任若干國際會議TPC member 以及session chair。任中國最高綜合類學術(shù)期刊Science Bulletin(科學通報英文版)副主編以及《Journal of Semicondictor》編輯。作為項目負責人,承擔超過7000萬人民幣國家/省/市/以及橫向科研項目(包括新加坡主持項目)。
代表南科大與第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟共同成功籌建深圳第三代半導體研究院,并擔任副院長。與清華大學共同牽頭成功籌建廣東省未來網(wǎng)絡高端器件制造業(yè)創(chuàng)新中心,成功籌建南科大深港微電子學院(被教育部批準為國家示范性微電子學院)以及未來通信集成電路教育部工程研究中心。牽頭組建深圳市第三代半導體重點實驗室、廣東省GaN器件工程技術(shù)中心,并成立團隊。廣東省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,享受深圳市政府特殊津貼,英國工程技術(shù)學會會士(Fellow of IET)。
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