【中瑞论坛专题】南方科技大学深港微电子学院执行院长于洪宇：宽禁带半导体器件氮化镓

来源：企业创新最前沿

2019年11月，由中国科学技术协会、深圳市人民政府主办，中国科协企业创新服务中心、广东省科学技术协会、深圳市科学技术协会、南山区人民政府承办的2019中瑞产学研发展论坛在深圳成功举办。

为落实中国与瑞典皇家工程科学院的合作协议，探索中瑞产学研创新合作，促进国内第三代半导体产业的快速发展，论坛以“聚力创新，合作共赢”为主题，举办了“第三代半导体产业高峰论坛”分论坛。南方科技大学深港微电子学院执行院长于洪宇在现场做了关于宽禁带半导体器件氮化镓的演讲。

第三代半导体比起硅来讲有独特的特性，从材料来讲也有独特的特性。比如击穿电压，禁带宽度比硅大很多，硅大概1.1，热导率包括饱和的速度都比硅有比较大的突出优势，所以说用宽禁带材料来做的话可以体现更多的优势，可以做高压器件。因为很高的击穿电压可以做更高温度的操作，包括可以得到很高的开关的频率，高频特性非常好，特别是氮化镓，比碳化硅会更加有优势，所以氮化镓在各方面的研发投入都非常大。

氮化镓比碳化硅有更好的特性，它可以有单式体，导通的电阻比较小，所以它在开通导电下能耗比较小，高频、高温下的特性都非常好。在高频的情况下，在做整个系统的时候，其他的电容都可以缩小，最终可以把系统体积缩小、重量缩小。

真正把宽禁带半导体，特别是氮化镓投入应用还有非常多的挑战，特别是它的可靠性的问题。比如说动态的特性，现在一般都在做硅的氮化镓，是为了降低成本，材料方面的一些缺陷，以及作为一个新的器件和系统都有一些挑战。

应用方面主要集中在高压、高频、射频上，和一些光电，其他应用包括高温的传感器，他们也在做一些铝箔这块的工作。中国所谓的半导体研究集中在几个区域，包括北京、天津、河北、京津冀三角，长三角以及福建地区。福建地区做得也很不错，包括政府都在发展珠三角地区，以深圳为代表的地区都在发力宽禁带半导体的研究，这是每个地区着重的重点，特别是珠三角，现在投资非常大。

于洪宇介绍，他们主要是做氮化镓的器件，做高温传感器，包括做一些比较前瞻性的氮化镓的工作，这些工作都是他们在南方科技大学完成的，工艺方面做了很大的优化。另外，他们也做了一些新的工艺模块，用了非常新的钛铝合金去做兼容的器件，而且没有做原路，所以是在平整界面下，用了非常新的合金，得到的一个基本电阻小于0.1毫米，这是一个世界纪录。这个电阻对功率，特别是对射频，都非常重要。简单来说，原理就是用了钛铝合金，铝可以防止扩散，因此表面是非常平整的界面，这是保证小电阻的主要原因。

半导体的研发现在是比较热的一个点，南方科技大学成立了深港微电子学院，第三代半导体研究院，包括5G制造与创意中心等。

随后，于洪宇还介绍了南方科技大学的情况。

（根据2019“中瑞产学研发展论坛”速记材料整理）