2016年11月15日至17日,中國科技部與北京市人民政府主辦的2016中國(北京)跨國技術轉移大會暨第三代半導體國際會議在北京國際會議中心舉行。其中,大會從技術、產業、應用等全鏈條策劃,通過高峰論壇、專題研討、應用峰會、合作論壇和創新大賽等多種形式,圍繞第三代半導體的前沿發展和技術應用設置多個專場重點討論。
11月16日,圍繞氮化鎵及其它新型寬禁帶半導體電力電子器件技術設置的專題分會,由山東大學校長、教授張榮,北京大學物理學院教授、北京大學寬禁帶半導體聯合研究中心主任張國義,美國弗吉尼亞理工大學教授、美國工程院院士Fred C. LEE聯合坐鎮,召集了全球頂級專家精英,打造一場氮化鎵等第三代半導體電力電子器件的盛會。會議現場十分火爆,受場地限制,很多與會代表都站著聽完會議,火爆程度可想而知!
會上,來自浙江大學副教授,青年千人計劃楊樹在作“硅基氮化鎵功率器件緩沖層引發的挑戰”報告。
楊樹,第十二批國家“青年千人計劃”入選者,浙江大學“百人計劃”研究員,博士生導師。2010年于復旦大學獲微電子學學士學位;2014年于香港科技大學獲電子計算機工程博士學位;2014年-2016年分別于香港科技大學擔任客座助理教授、英國劍橋大學任博士后;2016年-今為浙江大學電氣工程學院“百人計劃”研究員。
主要從事寬禁帶半導體電力電子器件的設計、微納制造、分析表征以及可靠性研究。近五年來在國際著名期刊IEEE EDL、IEEE T-ED、APL,電子器件和功率半導體頂級會議IEDM、ISPSD等共發表50余篇論文,受邀在IWN、RFIT、ISCS、MOCVD等會議上做特邀報告,研究成果多次被Compound Semiconductor和Semiconductor Today產業雜志專題報道。IEEE和EDS會員;IEEE EDL、IEEE T-ED、APL等國際期刊審稿人。首批Hong Kong PhD Fellowship獲獎者之一;2015年獲得香港科技大學PhD Research Excellence Award(每年僅三位獲獎者)。
她在報告中指出,氮化鎵(GaN)憑借寬禁帶、高電子遷移率、高擊穿電場等優異材料特性,能夠在電力電子應用中提供高耐壓、高頻率、小尺寸、高效能、耐高溫等理想性能,在可移動電子設備、家用電器、光伏逆變器、數據中心等領域有著具有廣闊應用前景。
相比于藍寶石、碳化硅和體氮化鎵襯底,在硅襯底上外延生長III族氮化物異質結結構(也就是硅基氮化鎵),不僅利于增大晶圓尺寸和降低成本,而且與硅工藝線兼容從而可實現氮化鎵基與硅基器件、電路的片上集成,被認為是產業化中最具競爭力的發展方向之一。
然而在硅襯底上生長的III族氮化物緩沖層(buffer)中往往存在著大量的體陷阱,其起源包括:(1)因外延材料和硅襯底的晶格失配和熱膨脹系數失配導致的晶體缺陷;(2)在外延生長中引入的背景雜質(如Si、O);(3)為實現高阻外延材料而進行的補償摻雜(如Fe、C)。
同時,她還和與會代表一起討論緩沖層陷阱對于硅基氮化鎵電力電子器件阻斷漏電流和動態性能的影響機理,并且總結回顧在緩沖層材料生長優化和襯底工程中的最新進展。