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，來自中山大學教授劉揚作了“硅襯底采用選擇性區域生長高質量MOS界面的槽柵增強型GaN MOSFET”研究報告。他在報告中介紹到，Si襯底上凹槽柵增強型GaN MOSFET 器件在業界被認為是產業發展的主流方向。由于MOS柵界面存在嚴重的電子俘獲效應，其一直面臨閾值電壓的不穩定性問題。作為一種可選方案，選區外延技術（SAG）被用于實現器件的增強型特性，其原理是通過再生長薄層AlGaN/GaN異質結構，從而自然形成凹槽柵。
SAG方案的主要目的之一是獲得無晶格損傷的槽柵結構，然而，由于選區外延工藝未能得到優化，這一優勢在我們之前的工作中并未充分得以體現。而選區生長的異質結構質量是這種器件關鍵之一。最近，我們通過將SAG界面與2DEG界面相分離以及抑制背景Si 施主雜質，從而實現了與傳統一次外延同等質量的高性能AlGaN/GaN異質結構的再生長。
劉揚表示，基于這一優化的SAG工藝，我們成功制備了一種具有高質量MOS界面特性的增強型GaN MOSFET器件。相比于干法刻蝕（ICP）工藝制備的MOSFET，SAG MOSFET器件在柵極區域幾乎不存在電子的俘獲效應，顯示出極端低的閾值電壓回滯和低的開啟電阻等優異特性。進而，閾值電壓回滯與柵區GaN晶格損傷引起的俘獲效應之間的關聯性被確認。這表明采用SAG技術以實現穩定的GaN MOSFET功率器件是一種實際可選的方案。
同時，劉揚還表示，基于AlN/GaN超晶格緩沖層技術制備Si上GaN外延材料，并針對材料生長中存在的應力問題開展了系列研究。首先，我們確認了此種外延結構中GaN材料的拉曼應力特征譜；觀測到該結構中表征GaN應力狀態的常規GaN E2H特征峰出現了雙峰現象，確認了主峰來自于頂層GaN，而衛星峰是來自于超晶格結構中GaN，這一發現為實現AlN/GaN超晶格結構的Si上GaN材料的應力調控提供了有效的觀察窗口。
此外，他也確認了C摻雜引入的應變態與C原子在GaN晶格中并入位置之間的關聯性。這些研究為制備高擊穿電壓的功率開關器件奠定了材料基礎。
