11月16日,围绕氮化镓及其它新型宽禁带半导体电力电子器件技术设置的专题分会,由山东大学校长、教授张荣,北京大学物理学院教授、北京大学宽禁带半导体联合研究中心主任张国义,美国弗吉尼亚理工大学教授、美国工程院院士Fred C. LEE联合坐镇,召集了全球顶级专家精英,打造一场氮化镓等第三代半导体电力电子器件的盛会。会议现场十分火爆,受场地限制,很多与会代表都站着听完会议,火爆程度可想而知!
会上,来自浙江大学副教授,青年千人计划杨树在作“硅基氮化镓功率器件缓冲层引发的挑战”报告。
杨树,第十二批国家“青年千人计划”入选者,浙江大学“百人计划”研究员,博士生导师。2010年于复旦大学获微电子学学士学位;2014年于香港科技大学获电子计算机工程博士学位;2014年-2016年分别于香港科技大学担任客座助理教授、英国剑桥大学任博士后;2016年-今为浙江大学电气工程学院“百人计划”研究员。
主要从事宽禁带半导体电力电子器件的设计、微纳制造、分析表征以及可靠性研究。近五年来在国际著名期刊IEEE EDL、IEEE T-ED、APL,电子器件和功率半导体顶级会议IEDM、ISPSD等共发表50余篇论文,受邀在IWN、RFIT、ISCS、MOCVD等会议上做特邀报告,研究成果多次被Compound Semiconductor和Semiconductor Today产业杂志专题报道。IEEE和EDS会员;IEEE EDL、IEEE T-ED、APL等国际期刊审稿人。首批Hong Kong PhD Fellowship获奖者之一;2015年获得香港科技大学PhD Research Excellence Award(每年仅三位获奖者)。
她在报告中指出,氮化镓(GaN)凭借宽禁带、高电子迁移率、高击穿电场等优异材料特性,能够在电力电子应用中提供高耐压、高频率、小尺寸、高效能、耐高温等理想性能,在可移动电子设备、家用电器、光伏逆变器、数据中心等领域有着具有广阔应用前景。
相比于蓝宝石、碳化硅和体氮化镓衬底,在硅衬底上外延生长III族氮化物异质结结构(也就是硅基氮化镓),不仅利于增大晶圆尺寸和降低成本,而且与硅工艺线兼容从而可实现氮化镓基与硅基器件、电路的片上集成,被认为是产业化中最具竞争力的发展方向之一。
然而在硅衬底上生长的III族氮化物缓冲层(buffer)中往往存在着大量的体陷阱,其起源包括:(1)因外延材料和硅衬底的晶格失配和热膨胀系数失配导致的晶体缺陷;(2)在外延生长中引入的背景杂质(如Si、O);(3)为实现高阻外延材料而进行的补偿掺杂(如Fe、C)。
同时,她还和与会代表一起讨论缓冲层陷阱对于硅基氮化镓电力电子器件阻断漏电流和动态性能的影响机理,并且总结回顾在缓冲层材料生长优化和衬底工程中的最新进展。