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西安电子科技大学教授刘志宏:高频硅基氮化镓晶体管

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-28 来源:中国半导体照明网浏览次数:1651
11月25-27日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)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的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)在深圳会展中心召开。

11月27日上午,“微波射频与5G移动通信” 分会如期召开。本届分会由苏州锴威特半导体股份有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、英诺赛科科技有限公司协办。
 
氮化镓微波器件具备高频、高效、大功率等特点,在5G通信中应用潜力巨大。这一特定领域的突破标志着宽禁带半导体产业迈向新的高地。分会关注氮化镓微波器件及其单片集成电路材料外延、建模、设计与制造、可靠性技术及HEMT器件在移动通信中的应用等各方面,呈现第三代半导体微波器件及其应用的最新进展。台湾长庚大学教授邱显钦、德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所部门技术部门经理Peter BR?CKNER、中兴无线技术总工及技术委员会专家刘建利、西安电子科技大学教授刘志宏、北京国联万众科技有限公司副总经理张志国、南京电子器件研究所高级工程师张凯、中国电子科技集团第41研究所张光山、河北半导体研究所王毅等来自中外的强势力量联袂带来精彩报告。河北半导体研究所副所长蔡树军、苏州能讯高能半导体有限公司董事长张乃千共同主持了本次分会。
刘志宏
 
西安电子科技大学教授刘志宏做了题为“高频硅基氮化镓晶体管”的主题报告,深度生长的GaN-on-Si HEMT,高线性度GaN-on-Si HEMT,CMOS兼容制造技术,200毫米GaN-on-Si HEMT晶片和GaN-Si集成,并介绍了西安电子科技大学的GaN-on-Si研究进展。刘志宏教授表示,氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)具有输出功率密度高、效率高的优点,是4G LTE5G移动通信基站的核心射频元器件之一,近年来在学术界和产业界获得了广泛的关注并且已经应用于4G LTE通信的基站中。

目前大部分氮化镓射频器件产品是以碳化硅为衬底,碳化硅基氮化镓的晶体管具有较低的热阻和较高的性能。另一方面,5G通信系统由于高速度、大容量、低时延的特性需求,需要建设大量的基站和使用大量的射频收发器,对射频元件的成本要求比较高。碳化硅基氮化镓由于碳化硅衬底的限制,成本比较高,而硅基氮化镓具有低成本、高性价比的优点,非常适合大规模应用于未来的5G通信系统。但是,同碳化硅基氮化镓的射频器件相比,目前硅基氮化镓的射频器件的性能还相差较大


刘志宏教授首先介绍了我国国内外硅基氮化镓射频器件的发展现状,分享了新加坡-麻省理工学院科研技术联盟中心(SMART)和西安电子科技大学近年来在硅基氮化镓高频器件领域的研发进展。他表示,我们在SMART开发了
高度缩微的硅基InAlN/GaN晶体管,具有40 nm栅长、300 nm源漏间距,其截止频率创造世界最高记录310 GHz。针对氮化镓毫米波器件线性度差的问题,提出了类鳍形纳米线沟道、平面纳米带沟道、绝缘栅平面纳米带沟道等新型结构,提高了毫米波硅基氮化镓晶体管的线性度性能

他表示,团队开发了与硅
CMOS兼容的8英寸硅基氮化镓晶圆的制造工艺,并开发了氮化镓-CMOS单片异质集成技术体系。在西安电子科技大学也进行了射频硅基氮化镓材料和器件的开发,在面向5G移动通信中sub-6 GHz的频段,西电开发的硅基GaN 单片微波集成电路(MMIC)达到了35 W的饱和输出功率、55%的功率附加效率和15 dB的增益。总之,硅基氮化镓晶体管表现出了非常大的潜力,有望在未来5G、后5G6G通信系统中得到大规模应用。
 
(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)
 
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