深圳平湖实验室GaN工艺及器件课题组刘轩博士在《Japanese Journal of Applied Physics》发表题为”Subthreshold and turn-on characteristics in Schottky-type p-GaN Gate HEMTs: impact of partially and fully depleted p-GaN layer”的研究论文，系统性揭示了p-GaN层激活状态对肖特基栅HEMT器件开态特性的关键调控机制，为新一代高效氮化镓功率器件设计提供了重要理论支撑。 该论文系统探究了p-GaN层Mg激活浓度对肖特基栅极HEMT器件亚阈区及开态特性的调控机制，重点对比了部分耗尽PDP-GaN（partially depleted p-GaN，激活浓度为1e19 cm-3 ~ 7e17 cm-3）与完全耗尽FDP-GaN（fully depleted p-GaN，激活浓度忽略不计）两种结构对器件性能的影响规律。实验表明：PDP-GaN器件保持稳定的亚阈值摆幅SS和阈值电压VTH，其跨导最大值Gm,max随Mg浓度提升呈线性增长；同时，与其他器件相比，具有 FDP-GaN 的器件显示出更高的SS、更低的VTH 和特定的Gm,max。结果表明，亚阈区特性（SS和VT...

       SiC是第三代半导体材料，在低功耗、小型化、高压、高频的应用场景有极大优势。但SiC由于莫氏硬度高达9.5，是很难加工的材料，传统加工流程如下： 衬底工艺流程：   上述流程中用到的多线切割工艺单片衬底材料损失和切割时间如下： ①6 inch SiC晶锭：切割时间约130h，单片材料损失约280～300 μm； ②8 inch SiC 晶锭：切割时间约180h，单片材料损失约280～300 μm； 由此计算，1颗SiC晶锭，厚度为20 mm，单片损失按照300μm，理论产出晶片30片，单片材料损耗率达到46%。 为降低材料损耗，深圳平湖实验室新技术研究部开发激光剥离工艺来替代传统的多线切割工艺，其工艺过程示意图如下所示：   激光剥离工艺与多线切割工对照： 有益效果：使用激光剥离工艺，得到6/8 inch SiC衬底500μm和350μm产品单片材料损耗≤120 μm，出片率提升40%，单片成本降低约22%。 激光剥离技术在提高生产效率、降低成本方面具有显著效果，该工艺的推广，对于快速促进8 inch SiC衬底产业化进程有着重要意义。不仅为SiC...

        深圳平湖实验室第四代材料器件课题组针对β相氧化镓p型导电困难问题，在理论上考察了不同金属元素固溶对β相氧化镓能带结构的调控机制。该成果“Effect of Alloying Metal Elements on the Valence Band of β‑Ga2O3: A First-Principles Study” 已在《The Journal of Physical Chemistry Letters》国际期刊上发表，文章链接为：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.4c03493 。查显弧博士是该文的第一作者，万玉喜主任和张道华院士是该文通讯作者，李爽副教授为合作作者。        β相氧化镓具有超宽的半导体带隙和经济成熟的制备方法，是当前高度关注的功率器件半导体材料。然而，由于其价带能级低、空穴质量大等因素，氧化镓的p型导电仍充满挑战。如何实现p型掺杂，制备具有更高雪崩能力和过流稳定性的氧化镓p-n同质结是需要突破的重要方向。利用尺寸效应、缺陷调控、非平衡动力学及固溶提升价带顶能级等方案是目前研究实现 β相氧化镓 p 型掺杂的主要...

       深圳平湖实验室第四代材料器件课题组针对氧化镓价带能级低和p-型掺杂困难等问题，采用铑固溶方式理论开发了新型β相铑镓氧三元宽禁带半导体。该成果“”Rhodium-Alloyed Beta Gallium Oxide Materials: New Type Ternary Ultra-Wide Bandgap Semiconductors”已在《Advanced Electronic Materials》期刊上发表并受邀提供期刊封面设计。该文章也被收录到《Progress and Frontiers in Ultrawide bandgap Semiconductors》专题。文章第一作者为查显弧博士，通讯作者为张道华院士，共同作者包括万玉喜主任和李爽副教授。       半导体材料的功率特性（巴利加优值）与其带隙的立方成正比。氧化镓具有超宽的带隙（4.9电子伏）和成熟的制备方法，是功率器件的理想材料。然而，已有氧化镓器件的功率特性仍显著低于材料的理论极限，原因在于氧化镓价带顶能级低，能带色散关系平坦。杂质掺杂受主能级多在1电子伏以上，难以实现有效的p-型导电。目前氧化镓器件多基于肖特基势垒或与其他氧...

       深圳平湖实验室设计与仿真部的范梦绮博士近期在《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES》上发表题为“Interdomain Screening Effect in Multidomain Ferroelectric Thin Film and Its Impact on Polarization Switching”的文章。        该论文在成核限制翻转模型的框架内，通过三维模拟研究了多畴铁电薄膜的畴间屏蔽效应，并探讨了其对铁电畴尺寸的依赖性及其对极化翻转的影响。结果表明，在部分极化的铁电材料中，去极化场是不均匀的，并且在中等的外加偏压下，去极化场在极化翻转动力学中起到了重要作用。 期刊简介：   《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES》是由电子设备协会（IEEE Electron Devices Society）出版的一本国际性物理学期刊，发表与电子和离子集成电路器件及互连相关的原创性和重要贡献，内容涉及理论、建模、设计、性能及可靠性。这些器件涉及绝缘体、金属、有机材料、微等离子体、半...

        深圳平湖实验室第四代材料器件课题组李翔博士近期在《Applied Physics Letters》上发表题为“Optoelectronic oscillator based on a silicon microring modulator”的文章、在《Optics Express》上发表题为“Scalable single-microring hybrid III-V/Si lasers for emerging narrow-linewidth applications”的文章，分别聚焦集成光调制器和集成光源，为之后的光控功率器件打下了很好的基础。       其中，发表于《Applied Physics Letters》的论文重点介绍的Si基微环调制器是一种结构简单，工艺成熟，小体积的光调制器，可用于将功率器件控制信号加载在光源上来实现对功率器件栅极的控制。论文通过对微环结构参数和掺杂的优化，使得调制器3dB带宽高达31.7 GHz，达到此类Si光调制器的世界先进水平，也为功率器件的光控提供了足够的带宽。        发表于《Optics Express》的论文则利用InP基半导体光放大器和Si基微环结构的集成，实现了C波段...

  专利速递         深圳平湖实验室崔新春等人获得《金刚石衬底及其生长方法、金刚石外延层的生长方法》发明专利授权。       摘要        公开提供了一种金刚石衬底及其生长方法、金刚石外延层的生长方法，涉及半导体技术领域，旨在提高金刚石衬底及金刚石外延层的质量。金刚石衬底的生长方法包括：提供多片金刚石籽晶，金刚石籽晶具有主表面及多个拼接侧面；金刚石籽晶的主表面为(100)取向；主表面具有相邻的掩膜区和非掩膜区；多片金刚石籽晶包括第一籽晶和第二籽晶；在各金刚石籽晶的主表面上形成第一掩膜层，第一掩膜层位于掩膜区；将第一籽晶的一拼接侧面和第二籽晶的一拼接侧面相贴合；采用微波等离子体化学气相沉积法，在第一籽晶和第二籽晶之间的拼缝内、第一籽晶的非掩膜区和第二籽晶的非掩膜区生长单晶金刚石。金刚石衬底用作半导体材料。     专利授权书   撰稿 | 崔新春 等 编辑 | 翟雪婷...

  制造芯势力，引领向未来          当今电子技术领域的发展日新月异，尤其是在半导体材料和器件方面，SiC（碳化硅）衬底作为一种关键材料，正逐步展现出其在功率电子和光电子应用中的重要性。     碳化硅（SiC）材料应用          碳化硅（SiC）作为一种宽禁带半导体材料，具有比传统硅（Si）更高的热导率、电场饱和、漂移速度和击穿电压，因而在高功率、高频率电子器件中表现出显著的优势。其中，SiC衬底作为制备这些器件的基础，其晶体质量和物理性能对器件性能具有至关重要的影响。   碳化硅（SiC）加工流程          SiC衬底的晶体质量对器件的电特性和可靠性至关重要。高质量的SiC衬底能够有效减少晶格缺陷和杂质，提高器件的击穿电压和导电性能，从而降低功率器件的开关损耗，提高整体效率。因此，SiC晶体生长过程控制缺陷和衬底加工中主要工艺站点切割/研磨/CMP抛光对衬底面型几何参数非常重要，下面我们初步了解衬底生产的大致流程： S...