近日，由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)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(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會(huì)展中心召開(kāi)。

 

期間，由中電化合物半導(dǎo)體有限公司協(xié)辦的“微波射頻與5G移動(dòng)通信”技術(shù)分會(huì)上，中電化合物半導(dǎo)體有限公司研發(fā)總監(jiān)唐軍分享了SiC基GaN射頻材料熱阻的研究進(jìn)展。GaN射頻器件，相同頻率下，功率可比硅高100倍；相同功率下，帶寬可比硅高10倍。GaN材料擊穿電場(chǎng)比GaAs高8倍，使器件具有較高的“工作電壓”。

 

基于GaN射頻器件的“大功率、高效率和寬帶寬”特點(diǎn)，在軍事上，可用于雷達(dá)、通信和電子戰(zhàn)系統(tǒng)；在商用領(lǐng)域，用于微波、毫米波廣播和衛(wèi)星通信等基礎(chǔ)措施。AlGaN/GaN HEMT器件的有效熱管理是器件可靠性和性能最關(guān)鍵的因素之一；對(duì)于SiC基GaN 射頻器件，從有源區(qū)有效提取出熱量是熱管理的關(guān)鍵；對(duì)于SiC基GaN 器件熱阻，除了考慮GaN、SiC材料熱阻，還需要考慮不同材料的界面熱阻。
 

SiC基GaN材料熱阻研究的進(jìn)展方面，報(bào)告指出，SiC基GaN 射頻器件溫升大會(huì)導(dǎo)致器件性能降低，降低器件溫升，改善界面熱阻是關(guān)鍵。共聚焦微拉曼熱成像方法測(cè)量界面熱阻TBRGaN/SiC對(duì)件溫升器件溫升貢獻(xiàn)30-50%。高溫AlN buffer 對(duì)界面熱阻TBRGaN/SiC可以降低25%，器件溫升降低10%。襯底表面處理&高溫薄AlN緩沖層，界面熱阻TBRGaN/SiC最低達(dá)到1.3X10-8 m2K/W。高溫、薄AlN緩沖層幾乎處于應(yīng)變狀態(tài)是獲得高質(zhì)量GaN的原因。報(bào)告還分享了SiC基GaN緩沖層方面的嘗試，包括AlN buffer厚度條件的優(yōu)化、低溫No \LT-AlGaN buffer 條件的優(yōu)化、HT- AlGaN buffer優(yōu)化、HT- AlGaN buffer優(yōu)化。

 

中電化合物公司是由中國(guó)電子下屬的華大半導(dǎo)體投資的一家做碳化硅SiC晶體、襯底、外延片和GaN外延片產(chǎn)品的專業(yè)化寬禁帶半導(dǎo)體材料制造企業(yè)。2019年11月成立，總投資10.5億元，規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)7萬(wàn)片6吋SiC同質(zhì)外延片生產(chǎn)線，年產(chǎn)1萬(wàn)片GaN外延片生產(chǎn)線；包含SiC晶體生長(zhǎng)、襯底加工、外延生長(zhǎng)、材料檢測(cè)工序。已完成6吋導(dǎo)電型SiC晶體生長(zhǎng)技術(shù)的研發(fā)，并驗(yàn)證了重復(fù)性；目前是國(guó)內(nèi)少數(shù)幾家掌握6吋導(dǎo)電型SiC長(zhǎng)晶技術(shù)的單位。

唐軍有近10年從事氮化鎵外延材料技術(shù)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在氮化鎵基藍(lán)綠光LED、UVC、硅襯底及碳化硅襯底氮化鎵外延技術(shù)方面積累了豐富的材料生長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)。發(fā)表SCI論文6篇，申請(qǐng)發(fā)明專利30余件。
 

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