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采用氫化物氣相外延（HVPE） 技術制備 GaN 襯底
成果簡介隨著技術發展， 對于大功率白光 LED 而言， 發光效率的提高一直是個瓶頸。針對 GaN 基器件， 由于同質 GaN 襯底價格昂貴， 因此一直沒有被普遍應用到 GaN基材料生長領域。 目前一般采用在異質襯底上生長 GaN 基材料， 國內外一般采用藍寶石襯底、 碳化硅襯底、 硅襯底等等。 這導致 GaN 基材料與異質襯底之間的熱膨脹系數、 晶格系數的不匹配， 從而 GaN 基材料中缺陷密度很高， 一般在 105～108/cm2 量級。 高密度的缺陷直接導致光電器件發
安徽工業大學
2021-04-14
借助石墨烯實現Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長
北京大學物理學院寬禁帶半導體研究中心沈波和楊學林課題組與俞大鵬、劉開輝課題組合作，成功實現了Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長，相關工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在線刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基寬禁帶半導體具有帶隙大、擊穿電場高、飽和電子漂移速度大等優異，能夠滿足現代電子技術對高溫、高頻、高功率等性能的要求，對國家的高技術發展和國防建設具有重要意義。由于缺乏天然的GaN單晶襯底，GaN基半導體材料和器件主要在異質襯底上外延生長。因具有大尺寸、低成本及易于集成等優點，Si襯底上外延GaN成為近年來學術界和產業界高度關注的熱點領域。 目前用于GaN外延生長的Si襯底主要是Si(111)襯底，其表面原子結構為三重排列，可為六方結構的GaN外延提供六重對稱表面。然而，Si(100)襯底是Si集成電路技術的主流襯底，獲得Si(100)襯底上GaN外延薄膜對于實現GaN器件和Si器件的集成至關重要。但Si(100)表面原子為四重對稱，外延生長時無法有效匹配；同時Si(100)表面存在二聚重構體，導致GaN面內同時存在兩種不同取向的晶疇。迄今國際上還未能實現標準Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長。圖 Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長 沈波和楊學林課題組創造性地使用單晶石墨烯作為緩沖層，在Si(100)襯底上實現了單晶GaN薄膜的外延生長，并系統研究了石墨烯上GaN外延的成核機理和外延機制。該突破不僅為GaN器件與Si器件的集成奠定了科學基礎，而且對當前國際上關注的非晶襯底上氮化物半導體外延生長和GaN基柔性器件研制具有重要的指導價值。
北京大學
2021-04-11
GaN?基高壓?LED
可以量產/n高壓LED是多個LED單元的芯片級串聯，互連比多個小功率管芯打線互連更為可靠；且LED單元之間間距很小，光線集中，便于光學設計，可用于高光密度照明，路燈、廣場照明和舞臺聚光照明等。幾個高壓LED串聯后可直接達到市電電壓水平，變壓能耗小，驅動設計簡單，可用于各種市電照明場合，例如室內照明、園區和工作場所照明等；高壓LED能減小驅動電路、光學設計和散熱部分的體積，因此 可采用多種燈具形式和適用多種安裝場合。
中國科學院大學
2021-01-12
GaN微顯示技術
北京工業大學
2021-04-14
垂直結構?GaN?基?LED
可以量產/n在垂直結構LED芯片的工藝流程中，其剝離下來的藍寶石襯底可以回收后重復利用多次，藍寶石襯底單芯片和2英寸整片剝離成品率大于95%。目前，垂直結構LED發光效率可以達到121.57m/W@350mA隨著技術的不段進步，近幾年最受人們關注的是固態通用照明領域的高亮度大功率LED應用，然而這種應用卻受到藍寶石異質襯底所帶來的一系列技術問題的限制。除去了藍寶石襯底的垂直結構LED芯片具有優良的光電熱方面的性能，能滿足固態通用照明對其性能的要求，采用垂直結構LED方案是固態通用照明技術發展的 必然
中國科學院大學
2021-01-12
硅基GaN功率開關器件
寬禁帶半導體硅基GaN器件以其高效率，高開關速度高工作溫度抗輻時等特點,成為當前國際功率半導體器件與技術學科的研究前沿及熱點，也是業界普遍認可的性能卓越的下代功率半導體器件。而S基GaN因其S基特性.能夠突破新材料在發展初期的成本牦頸且易與S集成電路產業鏈匹配，因此兼具高性能與低成本的優點在消費電子(如手機快沖與天線充電).數據中心與人工智能，無人駕駛與新能源汽車、5G通信等團家戰略新興領城具有巨大的應用前景。電子科技大學功率集成技術實驗室自2008年起即開展硅基GaN功率器件與集成技術研究,圍繞硅基GaN兩大核心器件:增強型功率晶體管、功率整流器進行基礎研究與應用技術開發。解決了增強型功率晶體管閾值電壓大范圍調控功率二圾管導通電壓調控與耐壓可靠性加查等關鍵技術瓶頸,研究成果為硅基GaN的產業化奠定了重要基礎。
電子科技大學
2021-04-10
AlGaN/GaN合金歐姆接觸新途徑
AlGaN/GaN HEMT器件具有較高的電子遷移率二維電子氣2DEG，在射頻以及功率器件中有極大的應用前景。由于降低金屬半導體的歐姆接觸電阻對降低器件源漏電極寄生電阻起到關鍵作用，直接影響到器件的源漏輸出電流、導通電阻、擊穿電壓等性能參數，高質量的低歐姆接觸在AlGaN/GaN射頻器件的開發中尤為重要。 于洪宇課題組訪問學生范夢雅介紹，傳統的Ti/Al多層膜常被應用到無金歐姆接觸工藝
南方科技大學
2021-04-14
碳化硅材料外延關鍵技術研究
小試階段/n本項目研究的碳化硅外延技術有其特殊性，不同于一般的半導體外延技術， SiC 外延生長技術在生長溫度、生長速率、缺陷和均勻性控制的具體指標要求以及實現 途徑上都突出了電力系統應用的特點。目前，國際上已經形成了從碳化硅襯底材料、 外延材料到器件制備的一整套產業體系。高質量 SiC 外延材料是 SiC 功率器件的基 礎材料，目前的國內外電力電子器件需要的碳化硅外延材料的發展趨勢都是向大直 徑、低缺陷、高度均勻性等方向發展。 目前，幾乎所有的碳化硅器件都是在碳化硅外延層上制備的。高質量的碳化硅
中國科學院大學
2021-01-12
Si基GaN功率半導體及其集成技術
隨著便攜式電子設備的快速發展，將微型電子設備運用到可穿戴設備或者作為生物植入物的可行性越來越大。用柔性電子器件來替代傳統的硬質電子器件的重要性也愈加凸顯，如何解決柔性電子設備的儲能問題，是實現這些可能性的重要因素之一。 本成果設計并制備了一種新型柔性微型超級電容器，其具有制備工藝簡單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點。
電子科技大學
2021-04-10
Si基GaN功率半導體及其集成技術
電子科技大學功率集成技術實驗室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已經開展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是國內最早開展GaN-on-Si功率半導體技術研究的團隊。近年來在分立功率器件如功率整流器、增強型功率晶體管及其集成技術方面取得了突出的研究成果。2008年在被譽為“器件奧林匹克”的國際頂級會議IEDM上報道了GaN-on-Si開關模式Boost轉換器，國際上首次實現了GaN-on-Si單片集成增強型功率晶體管和功率整流器
電子科技大學
2021-04-10