近日，由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）、国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）联合主办，北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳会展中心举行。
期间，“IFWS& SSLCHINA 2021：氮化镓功率电子器件“上。加拿大多伦多大学教授吴伟东，北京大学物理学院高级工程师杨学林，西交利物浦大学王惟生，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱，美国Analog设备公司IC电源控制组设计工程师张薇葭，深圳大学微电子研究院院长助理、材料学院研究员刘新科，西安电子科技大学王婷婷，电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李曦等精英专家们线上线下带来精彩报告，分享前沿研究成果。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱，南方科技大学深港微电子学院研究副教授、副研究员汪青共同主持了本次论坛。
加拿大多伦多大学教授吴伟东做了题为”用于GaN功率晶体管和功率模块的智能栅极驱动器“的视频主题报告，分享了研究成果，报告回顾了GaN功率HEMT的栅极驱动要求和限制。讨论了使用精确定时和死区时间校正技术的动态栅极驱动，以充分利用GaN功率器件的性能。并介绍使用直接键合方法的液冷智能GaN功率模块作为可能的解决方案。
一代材料、一代器件、一代装备，一代应用，碳化硅目前可达到万伏千安等级（全球能源互联网必需的超特高压柔性直流输电）；氮化镓目前能实现高频、高效、高温、大功率（5G通信要求频率覆盖到40GHz以上，输出功率几到几百瓦）；以氮化镓为代表的氮化物是唯一覆盖可见光到紫外波长范围的半导体发光材料体系。南方科技大学深港微电子学院研究副教授、副研究员汪青带来了题为”GaN器件及其系统的最新研究进展“的主题报告，报告结合国内外产业发展及研究背景，分享了宽禁带半导体器件研究进展。
大尺寸、低成本，与现有Si集成电路制备工艺兼容是降低GaN功率电子器件制造成本的有效途径，Si基GaN向着大尺寸、厚膜化、低缺陷密度方向发展。北京大学物理学院高级工程师杨学林在线云视频报告题为”Si衬底上GaN基功率电子材料及器件研究“的视频报告，从Si衬底上GaN厚膜外延生长，Si衬底上GaN基准垂直结构功率器件研制，Si衬底上GaN基MEMS器件研制的角度，结合具体的研究过程与数据，分享了研究成果。
西交利物浦大学王惟生带来了题为”使用E/D模式AlGaN/GaN的单片比较器用于高温应用的MIS-HEMT“的主题报告，GaN MIS-HEMTs、具有Vth调制的GaN比较器、高温下的单片GaN比较器、单片GaN MIS-HEMT锯齿波发生器、用于GaN智能电源IC的单片PWM电路、用于GaN智能电源IC的单片PWM电路、带栅极的单片集成DC-DC转换器驱动程序等角度分享了最新研究成果。
氮化镓（GaN）器件具有更高耐压，更快的开关频率，更小导通电阻等诸多优异的特性，在功率电子器件领域有着广泛的应用前景：从低功率段的消费电子领域，到中功率段的汽车电子领域，以及高功率段的工业电子领域。相比于横向器件，GaN纵向功率器件能提供更高的功率密度、更好的动态特性、更佳的热管理及更高的晶圆利用率，近些年已取得了重要的进展。而大尺寸、低成本的硅衬底GaN纵向功率器件更是吸引了国内外众多科研团队的目光。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱带来了题为”硅基GaN功率电子材料与器件“的主题报告。分享了团队近些年来研究成果和新进展。
美国Analog 设备公司IC电源控制组设计工程师张薇葭做了题为“基于直接键合工艺液冷散热技术的紧凑型氮化镓功率模块设计及其热学模型研究”的主题报告。她表示，随着氮化镓(GaN) HEMT 器件在光伏逆变器，能量存储系统，电动车辆等工业领域中逐渐得到应用，氮化镓器件得以快速发展并带动氮化镓产业的进步。常见的封装类型涵盖传统通孔式封装（如TO 系列），引脚表面贴装以及无引脚DFN,QFN,LGA,BGA 等封装。为进一步减小寄生电感，GaN 功率模块引入了将驱动电路和GaN HEMT 集成封装的方案。此方案虽进一步减小模块体积以及提升功率密度，但其导致模块温度大幅提高最终引发模块中的热击穿，或将降低系统可靠性。因此优化封装中，减小寄生和提升散热效率已成为提升功率模块性能和可靠性的关键。现行主流德州仪器开发的驱动系统一般针对LGA 或BGA 封装，以最小化寄生电感和寄生电阻。在没有散热器的场景下，热耗散的唯一渠道是通过器件和PCB 与外部环境对流。本文提出的新型GaN 模块设计使用低温(200 °C)无压银烧结，如图1 所示将GaN 功率模块直接键合在定制热交换器上以大幅增加热耗散效率以提高模块性能。
氮化镓材料具有高频、高效、高功率、耐高压、等优越性能；切合国家“新基建”的国家战略需求，是重点核心材料和电子元器件；也是解决高科技卡脖子问题的重要方向。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”2寸独立晶圆上1.7 kV垂直GaN-on-GaN肖特基势垒二极管“的主题报告，GaN-on-GaN技术路线的独特特点包括缺陷密度极低(约103cm-2; 横行器件和纵向器件; 相同器件面积下，更大的电流和更高的耐压；超强的器件可靠性，无电流崩塌等。报告从终端结构设计、GaN-on-GaN 材料分析；GaN-on-GaN 器件制备：He离子注入终端；GaN-on-GaN SBD器件性能等角度分享了最新研究进展。
西安电子科技大学王婷婷带来了题为”基于金属氮化物阳极的凹槽双阳极SBD研究“的主题报告，报告分享了凹槽双阳极SBD制备工艺流程、平面双阳极（DA）SBD器件、平面双阳极（DA）SBD器件的C-V特性、DA SBD器件的动态以及击穿特性、凹槽单阳极(RSA)、凹槽双阳极(RDA) SBD、RDA SBD器件的电流传输过程、RDA SBD器件的导通以及C-V特性、RDA SBD器件的击穿特性等角度详细分享了研究成果。
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李曦分享了”GaN HEMT功率器件的热瞬态测试方法与机理研究“的主题报告，报告结合具体研究方法与数据指出，热敏参数是导通电阻。高温烘烤确保热瞬态测试的可重复性。
（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解）
