碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的典型代表,也代表了功率电子器件的发展方向,在新一代高效率、小尺寸的电力转换与管理系统、新能源汽车、工业电机等领域具有巨大的发展潜力。
2019年11月25-27日,第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)在深圳会展中心盛大举行。作为论坛重要的技术分会,“功率电子器件及封装技术Ⅱ”论坛于26日下午成功召开。该分会由国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办,得到了深圳市龙华区科技创新局、德国爱思强股份有限公司、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、英诺赛科科技有限公司、苏州锴威特半导体股份有限公司的协办支持。该会加拿大多伦多大学吴伟东教授主持。
会上,邀请到日本德岛大学周继禹分享了《高铝组分的AlGaN/GaN异质结pH传感器》研究报告。他1995年在南开大学获得理学硕士学位。在任中国矿业大学讲师期间,参与建设了该校第一个多媒体教学实验室,这在当时的中国都是很领先的。之后在不同的公司工作,先后任工程师、经理和高层管理。现任无锡雷华网络技术有限公司总经理。拥有两项个人专利,其中一项是已授权的发明专利。2018年进入德岛大学,作为敖金平教授的博士生,主要研究基于GaN的ISFET。
据了解,用AlGaN/GaN异质结制备的ISFET作为pH传感器,因为其更好的灵敏度,时间响应度和环境适应性,已经引起了广泛的关注。在越来越多的研究中,人们发现随着AlGaN阻挡层中铝组分的增加,其灵敏度有显著提升。但是由于晶格失配带来的应力,会使不同的Al组分有不同的临界厚度。随着Al组分的增加,临界厚度不断减小,而阻挡层厚度的减小意味着二维电子气(2DEG)的减少,所以不能无限制的增加Al的组分。
报告中介绍了,制备了Al组分达到35%的基于AlGaN/GaN异质结的pH传感器。由于考虑到晶格失配带来的应力,我们设计了一层较低Al组分(25%)的缓冲层(16nm)以保证足够的厚度和2DEG的浓度。样品制备成功后,测量不同浓度的溶液中(pH分别为4,7,9)传感器的性能曲线。采用半导体参数分析仪对电流电压特性进行了表征。采用Ag/Agcl参比电极监测液体中的电压(Vref)。采用邻苯二甲酸盐、磷酸盐和四硼酸钠三种缓冲溶液作为pH标准溶液进行测定。通过铂电极或标准参比电极对溶液施加栅极偏压。通过施加漏极电压测量了传感器的电流-电压(I-V)特性。经过计算,传感器灵敏度达到了57.7mV/pH,与能斯特极限很接近。【内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解】