中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）作为中国地区最具国际影响力的半导体照明及智能照明行业年度盛会，是业界最为关注的论坛之一，更是亚洲地区参会人数最多、规模最大的行业盛会，汇聚了全球范围内众多顶级精英。

 

　　2015年11月3日上午，第十二届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA 2015）在深圳会展中心举行了隆重的开幕式。论坛紧扣时代发展脉搏与产业发展趋势，以"互联时代的LED+"为大会主题，探讨产业发展大势。

 

　　论坛期间举办的各类同期活动，更可谓是一场场思想碰撞的精神盛宴。

 

　　3日下午，在论坛隆重召开之际，2015中国国际第三代半导体技术与应用高峰论坛在深圳会展中心五层玫瑰厅-1如期举行，来自与第三代半导体相关的科研院所、研发机构、大专院校、龙头企业等代表也如约而至，共同探讨第三代半导体发展、技术前沿与应用趋势，为抢占国际半导体领域战略制高点献计献策。

 

　　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副主任沈波；香港科技大学教授陈敬共同主次了本次论坛。

　　会议现场

 

　　以GaN、SiC为代表第三代半导体材料是固态光源和电力电子、微波射频器件的"核芯"，在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景，可望成为支撑信息、能源、交通、国防等发展的重点新材料，正在成为全球半导体产业新的战略高地。

 

　　据预测，到2020年，第三代半导体技术的应用将催生我国在上述几大领域出现上万亿元的潜在市场价值，届时将带来巨大的市场应用空间。

　　第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长

 

　　北京国联万众半导体科技有限公司总裁吕志辉

 

　　第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长、北京国联万众半导体科技有限公司总裁吕志辉在主题为"第三代半导体产业技术创新战略及发展模式"的报告中指出，近十年，第三代半导体材料、器件及应用技术不断取得突破；第三代半导体光电器件、电力电子器件和射频功率器件以极具竞争力的态势进入市场。

 

　　第三代半导体是满足"创新驱动发展"国家战略需求、抢占未来产业发展制高点、支撑国民经济可持续发展不可或缺的先进电子材料，它的突破将引发科技变革并重塑国际产业格局。

 

　　当前，我国政府十分重视第三代半导体材料与器件的研发及产业化，在政府的持续部署支持下，我国材料研发的整体水平与国际差距不大，如第三代半导体材料第一个产业化的应用--半导体照明已经在关键技术上实现突破，创新应用国际领先；在第三代半导体电子器件应用方面，在移动通讯、光伏逆变、雷达领域已有少量示范应用。

 

　　吕志辉表示，未来十年，将兴起一场以半导体超越照明技术、宽禁带节能电子技术、宽带移动通讯硬件技术、先进雷达技术为主要内容的半导体科技革命；进而引发一场信息和能源技术革命，推动第三代半导体产业爆发性成长。

 

　　因此，第三代半导体材料的发展应聚焦国家重大需求，明确企业主体作用，大力发挥区域产业优势的协同创新。

 

　　实行全链条战略，理清产业链、明确创新链、打通资金链，做到上游技术突破、中游产业化领先、下游应用市场主导。

 

　　采用创新基地发展战略，在优势地区（技术、人才、资金、市场）建设国家重大创新基地，以新的机制、体制、组织形式，跨领域、跨部门、跨区域集中组织实施面向国家战略的协同创新，强化资源整合和开放合作，推动产业集群式发展,形成辐射全国的技术转化网络。

 

　　大力发展示范，以产业示范推动技术与资本、人才的深入融合，推进第三代半导体联合创新基地建设，促进产业集群式发展，从而引领产业发展。

 

　　充分发挥联盟、学会、协会等行业组织在整合资源、产学研对接、公共服务等方面作用。"现有的这些组织为第三代半导体技术提供了跨界创新、应用集成和转移转化的重要载体。"吕志辉表示。

 

　　此外，吕志辉还进一步介绍了第三代半导体产业技术创新战略联盟以及联盟未来的工作思路。

 

　　他表示，第三代半导体产业技术创新战略联盟是在国家科技部、工信部、北京市科委的支持下，由第三代半导体相关的科研机构、大专院校、龙头企业等41家单位自愿发起筹建的，于9月9日在北京会议中心召开了成立大会，选举CSA秘书长吴玲女士为联盟首届理事长，并将秘书处设在北京国联万众半导体科技有限公司。今天下午，联盟又召开了技术委员会并宣布了28位委员会专家名单。

 

　　"未来，联盟将以国家需求和市场需求为目标，联合企业和社会资本建立一个创新平台，以此来完成产业联合创新体系的建设。"吕志辉还向在场嘉宾介绍了联盟未来工作的三大方向：推动协同创新中心建设、建立产业发展基金和产业综合服务平台。

　　香港科技大学电子与计算机工程系教授陈敬

 

　　宽禁带GaN功率开关器件因其能够实现低损耗传导、高频转换和高温作业而在制造高转换效率紧凑型功率转换系统中有很高的需求。由于制造成本较低，Si基GaN横向异质结场效应晶体管目前是产品开发的重点，其中常开型FET被用于混合型（即低压Si MOSFET和高压GaN FET）共源共栅结构，而常规型GaN FET被用于仅采用GaN的解决方案。

 

　　香港科技大学电子与计算机工程系教授陈敬在"稳定可靠的GaN异质结构功率器件"的主题报告中，介绍了几种使得GaN MIS-HEMT及MOSC-HEMT的栅极绝缘层的稳定性及可靠性得以增强的技术。具体包括：在电介质与GaN间构造低陷阱密度界面的氮化界面层（NIL）技术；常关型GaN晶体管的NIL、栅槽与氟离子注入的整合；LPCVD（低压化学气相沉积）制备的低泄露长寿命SiNx栅极绝缘层。

 

　　GaNMIS-HEMT（金属-绝缘层-半导体HEMT）或MOSC-HEMT（MOS-通道HEMT）具有抑制栅泄露和扩大栅摆动的优势，因而在高压电源开关方面比传统肖特基栅HEMT更为受欢迎。

 

　　然而，栅极绝缘层的添加能够产生新的电介质/ III-N界面，由于在界面上通常存在高密度（1012-1014 cm-2eV-1）浅阱和深阱（含短和长发射时间常数τit）。这些阱的动态充电/放电过程将导致阈值电压（VTH）的不稳定性。

 

　　此外，栅极绝缘层内的体陷阱，尤其是重要电介质/ III-N界面附近的边界陷阱，会缓慢限制/释放在前向或反向栅偏压应力下的载体，导致VTH的渐变及可能的栅降解。

　　北京大学物理学院杨学林

 

　　北京大学物理学院杨学林做了"采用较大晶格失配引致应力控制技术在Si衬底生长高迁移率AlGaN/GaN异质结"主题报告。

 

　　他表示，在目前的工作中，在低铝含量AlGaN层上采用较大晶格失配引致应力控制技术在4英寸Si衬底上生长高质量GaN层。应用该技术可实现高迁移率AlGaN/GaN异质结，在单电荷密度为8.4×1012 cm-2下电子迁移率为2040cm2 /(V·s)。研究结果为低成本高性能的硅基氮化镓功率器件的制造提供很大的潜在可能性。

　　美国RayVio公司Robert C Walker

 

　　美国RayVio公司Robert C Walker在"UV LED：下一代半导体技术"报告中表示，随着UV LED技术在价格与性能方面实现重要突破，将产生一批可让消费者直接使用的消毒产品。"我们将探索这一技术的潜在消费者应用以及达到价格和性能要求的途径，尤其是将重点放在中国，将在新一轮半导体革命中所能扮演的角色。"

　　中科院半导体所半导体照明研发中心贾利芳

 

　　中科院半导体所半导体照明研发中心贾利芳博士在"共源共栅设计低导通电压AlGaN/GaN肖特基势垒二极管（SBD）"主题报告中表示，Si SBD和AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）进行组合封装，以实现低开启电压AlGaN/GaN SBD。

 

　　商业60V Si被用于与高压AlGaN/GaN HEMT（>700 V）进行串叠。在组合封装后，器件表现为0.26V的低开启电压，崩溃电压则高于800V。串叠SBD的逆向恢复时间约为37.8nS，与600 V商业SiC SBD大致相同。

 

　　由于串叠SBD在成本方面比SiC SBD具有明显的优势，结果可能意味着在一些领域此类AlGaN/GaN SBD有可能为生产具有雪崩能力的AlGaN/GaN器件提供潜在解决方案。

　　西安电子科技大学微电子学院汤晓燕

 

　　西安电子科技大学微电子学院汤晓燕在"碳化硅电力电子器械的现状以及展望"主题报告中指出，关于碳化硅器件，从材料的基本属性来说，用来做一个工艺器械，其厚度仅仅是硅的1/10。比如在一个1000伏的器件上，用硅器件来做，外延层的厚度需要100U，而如果用碳化硅则仅仅需要10U就可以实现。

 

　　由此表明，在相同的集散电压的条件下，开关速度的提高会使得碳化硅的工艺器件可以用在很高的工艺上，而且优势相当明显。在这样一个基础上，碳化硅器件可以在更高的频率及更高的温度下，工作温度为250度以上都不会出现器件性能的退化。

 

　　正是基于高压、高频、高温的优势，使得碳化硅的工艺试件可以大幅降低损耗，成本也将随之降低下来，因而未来应用也将更为广泛，比如说轨道电车、直流发电传输等都将有非常明显的优势。

　　北京代尔夫特电子科技有限公司Fabio

 

　　北京代尔夫特电子科技有限公司Fabio在"碳化硅材料与器件研究进展"报告中指出，碳化硅功率器件有望从本质上提高转换效率和使用效率。

 

　　Fabio介绍了碳化硅材料特性，进而深刻了解碳化硅器件的物理和电特性，并就整流二极管（SBD&PiN）、MOSFET（金属-氧化物场效应晶体管）、MOS界面特性、JFET（结型场效应晶体管）、BJT（双极型晶体管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的研究进展进行了评述。

　　德国爱思强股份有限公司Michael Heuken

 

　　德国爱思强股份有限公司Michael Heuken在"MOCVD 4.0"主题报告中界定并讨论LED行业中应用行业4.0理念沿LED生产价值链最大化价值的潜在应用领域。

 

　　"重点在于外延步骤。维护和零件更换的预测算法以及将其整合到与客户的长期业务关系中的方法被视作有价值的概念。"

 

　　爱思强现有的专业能力将被成套采用，包括软件开发、过程控制、现场监测等可预见维护计划以及生长后晶元检验等。MOCVD设备改进的细节与物理背景以及LED工艺优化将加以讨论并与MOCVD 4.0策略挂钩。

　　中科院半导体照明研发中心、北京第三代半导体材料与应用工程研发中心的程哲博士

 

　　中科院半导体照明研发中心、北京第三代半导体材料与应用工程研发中心的程哲博士，在主题为"一种AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管新型结构"报告展示了一种GaN HEMT新型结构。AlGaN/GaN HEMT由AlGaN/GaN异质结、漏极电极、源极电极和栅电极组成。

 

　　他详细描述了一种名叫"不同-表面-栅极"的新型结构，其中漏极和源极均在另一表面上，而栅极则像正常HEMT一样在顶面（AlGaN表面）上。

 

　　通过TCAD模拟软件建立两套模型：其一是"不同-表面-栅极"AlGaN/GaN HEMT模型，另一个则为正常结构AlGaN/GaN HEMT，后者为控制模型。

 

　　此外，他表示，还有一些研究指出了由漏极和源极间的距离、欧姆电极与2DEG间u-GaN的厚度、栅极与AlGaN间电介质的厚度以及栅极金属的形状等对"不同-表面-栅极"HEMT模型的电流所产生的作用。

　　山东大学晶体材料国家重点实验室谢雪健

 

　　山东大学晶体材料国家重点实验室谢雪健在"P-型6H-SiC块状晶体电气性能研究"主题报告中与大家分享了最新研究成果。

 

　　"研究结果显示，在铝浓度为4×1018 cm-3时最高空穴浓度为1.3 × 1017 cm-3，其中霍尔迁移率为24.8 cm2/V·S，电阻率为1.89 Ω·cm。在室温下通过非接触式电阻率测试系统和创新型非接触式电阻率测量系统对样品电阻率进行深入研究。"谢雪健表示。

 

　　结果显示，在一片铝含量为4×1018 cm-3的晶片的中央区域所获得的最小电阻率为855 mΩ·cm。

 

　　此外，谢雪健与现场嘉宾还详细讨论电阻率的径向均匀性的最新研发进展。

 

　　不难看出，我国第三代半导体材料的发展具备比较好的产业基础，而且具有迫切需求和巨大的应用市场。中国有望集中优势力量一举实现换道超车和占位领跑，率先突破从研发、工程化到应用的创新链条与价值链条，抢占国际半导体领域战略制高点。