近日，由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦，南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。

 

期間，由中電化合物半導體有限公司協辦的“微波射頻與5G移動通信”技術分會上，中電化合物半導體有限公司研發總監唐軍分享了SiC基GaN射頻材料熱阻的研究進展。GaN射頻器件，相同頻率下，功率可比硅高100倍；相同功率下，帶寬可比硅高10倍。GaN材料擊穿電場比GaAs高8倍，使器件具有較高的“工作電壓”。

 

基于GaN射頻器件的“大功率、高效率和寬帶寬”特點，在軍事上，可用于雷達、通信和電子戰系統；在商用領域，用于微波、毫米波廣播和衛星通信等基礎措施。AlGaN/GaN HEMT器件的有效熱管理是器件可靠性和性能最關鍵的因素之一；對于SiC基GaN 射頻器件，從有源區有效提取出熱量是熱管理的關鍵；對于SiC基GaN 器件熱阻，除了考慮GaN、SiC材料熱阻，還需要考慮不同材料的界面熱阻。
 

SiC基GaN材料熱阻研究的進展方面，報告指出，SiC基GaN 射頻器件溫升大會導致器件性能降低，降低器件溫升，改善界面熱阻是關鍵。共聚焦微拉曼熱成像方法測量界面熱阻TBRGaN/SiC對件溫升器件溫升貢獻30-50%。高溫AlN buffer 對界面熱阻TBRGaN/SiC可以降低25%，器件溫升降低10%。襯底表面處理&高溫薄AlN緩沖層，界面熱阻TBRGaN/SiC最低達到1.3X10-8 m2K/W。高溫、薄AlN緩沖層幾乎處于應變狀態是獲得高質量GaN的原因。報告還分享了SiC基GaN緩沖層方面的嘗試，包括AlN buffer厚度條件的優化、低溫No \LT-AlGaN buffer 條件的優化、HT- AlGaN buffer優化、HT- AlGaN buffer優化。

 

中電化合物公司是由中國電子下屬的華大半導體投資的一家做碳化硅SiC晶體、襯底、外延片和GaN外延片產品的專業化寬禁帶半導體材料制造企業。2019年11月成立，總投資10.5億元，規劃建設年產7萬片6吋SiC同質外延片生產線，年產1萬片GaN外延片生產線；包含SiC晶體生長、襯底加工、外延生長、材料檢測工序。已完成6吋導電型SiC晶體生長技術的研發，并驗證了重復性；目前是國內少數幾家掌握6吋導電型SiC長晶技術的單位。

唐軍有近10年從事氮化鎵外延材料技術開發經驗，在氮化鎵基藍綠光LED、UVC、硅襯底及碳化硅襯底氮化鎵外延技術方面積累了豐富的材料生長經驗。發表SCI論文6篇，申請發明專利30余件。
 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）