圍繞第三代半導體，今年跨國技術轉移大會專門設置了多場分會，其中，11月16日下午舉行的“第三代半導體與新一代移動通信技術”分會，圍繞著第三代半導體與新一代移動通信技術展開多維度的探討，涉及高性能GaN開關電源，GaN、SiC材料外延及電子器件等眾多熱點。會上，來自臺灣長庚大學的邱顯欽教授分享了“采用SOI氮化鎵基板技術的高性能開關電源和頻射功率器件”研究報告。

臺灣長庚大學教授 邱顯欽
 

　　邱顯欽2003年在臺灣中央大學電機系固態組取得博士學位后，加入了亞洲第一家六吋砷化鎵代工廠(現在世界最大砷化鎵器件代工廠)-穩懋半導體，從事0.15微米砷化鎵高電子移導率場效應晶體管(0.15靘 GaAs pHEMT)及其電路開發，以及商業六吋砷化鎵pHEMT與HBT生產線量產規劃與建廠設計。2004年六月加入臺塑集團長庚大學電子系進行高速組件開發與毫米波集成電路設計并同時規劃建立長庚大學化合物半導體無塵室及其相關半導體制程設備，2007年開始氮化鎵高功率組件與高功率電路技術開發，2010年取得正教授資格。

 

　　2009年加入長庚大學高速智能通訊研究中心并建立110GHz 高頻量測與建模能力的毫米波核心實驗室，2013年建立四吋氮化鎵功率組件實驗室開發氮化鎵功率晶體管與驅動模塊，氮化鎵微波晶體管與模塊。2012年擔任長庚大學高速智能通訊研究中心主任，來年也擔任長庚大學光電所所長，邱教授在微波砷化鎵高速器件，氮化鎵高壓器件與微波毫米波電路方面迄今發表了超過150篇國際論文，150國際會議論文，十個技術專利，目前也是IEEE資深會員(IEEE Senior Member)并服務于IEEE Microwave Theory and Techniques Society Policy Team Member。邱教授也是斐陶斐協會會員，過去五年執行的產學計劃總經費達兩千四百萬臺幣(約四百八十萬人民幣) ，五年內臺灣科技部計劃總經費約達一千兩百萬臺幣（約兩百四十萬人民幣）。

 

　　邱顯欽教授介紹說，過去十年中，全球硅基板上6寸的空乏型氮化鎵場效應晶體管不僅從晶圓片磊晶，半導體制程，以及到后段封裝技術上表現出了極大的成功和巨大的進步。此外，由于在成熟的GaN FET技術，制造成本也降低了。GaN材料吸引了許多的關注，因為它們的幾個特殊的性質：如好的熱穩定性，高的擊穿電壓，高電子速度，和高的電流密度…等等。氮化鎵可在高溫環境下且高頻率和高電壓操作下應用，尤其是在未來開關電源的應用以及微波功率放大器上使用。

 

　　然而，GaN組件制做在Si基板上的缺點，在于GaN和Si之間的晶格以及熱膨脹系數的不匹配。這些問題將導致在封裝時，Si基板的薄化處理，將造成芯片的彎曲和應力上的問題。

 

　　邱顯欽教授表示，在這次研究中，HEMT外延結構，無金制程，類鉆碳散熱層和空氣橋的熱分配層設計優化將進行研究，并且在長庚大學實現完成商業規格。將制作600V的擊穿電壓和6A?50A的輸出電流的高功率器件，且使用低電壓的Si的控制裝置，配合相關封裝技術，利用堆棧方式制作增強型功率器件實現適于開關電源和音頻放大器等應用。

 

　　在射頻功率器件應用，我們將導入絕緣體在硅基板(SOI)上代替一般的硅基板，因為SOI基板可以減少垂直緩沖層的漏電流，且可以減小在緩沖層和硅基板之間的寄生器件電容，我們實現超過氮化鎵100伏的擊穿電壓和高功率附加轉換效率在功率組件在SOI基板上，這種產品適用于L band 功率放大器應用。