第三代宽禁带功率半导体及应用发展现状

 近年来，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体迅猛发展，已成为中国功率电子行业的研发和产业化应用的重点。抓住第三代宽禁带功率半导体的战略机遇期，实现半导体材料、器件、封装模块和系统开发的自主可控，对保障工业创新体系的可持续发展至关重要。在分析第三代宽禁带功率半导体重要战略意义的基础上，综述了其材料、器件研发和产业的发展现状，阐述了碳化硅及氮化镓器件在当前环境下的应用成果，剖析了第三代半导体行业存在的关键问题。建议在国家政策的进一步领导之下，发挥行业协会和产业联盟的桥梁和纽带作用，对衬底材料、外延材料、芯片与器件设计和制造工艺等产业链各环节进行整体支撑，引导各环节间实现资源共享、强强联合，上下游互相拉动和促进，形成一个布局合理、结构完整的产业链。     

天域半导体:聚焦核心技术攻关推动碳化硅半导体产业发展

第三代半导体碳化硅(SiC)作为典型的宽禁带半导体材料,因其优越的物理特性,非常适合在大功率、高温和高频环境下应用,也是目前产业化程度最高的三代半材料,其产品应用场景已覆盖电源/功率因数校正(PFC)、光伏、新能源汽车/充电桩、风能、轨道交通、智能电网等诸多领域.与传统的硅基器件相比,碳化硅制造出的电力电子器件体积更小...     

先进半导体研究院：引领第三代半导体产业新变革

<正>建设背景硅及先进半导体材料是发展半导体技术的基石,是全球半导体产业竞争的焦点。近年来,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料,以其优越的性能和巨大的市场前景,迅速开辟出全球半导体市场的新赛道。我国《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中明确提出,要加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程,催生一批高速成长的新材料企业,极大促进第三代半导体产业在我国更快更好地发展。     

国内动态

<正>我国成功研制6英寸碳化硅单晶衬底近日,中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室(筹)先进材料与结构分析实验室团队人员与北京天科合达蓝光半导体有限公司合作,成功研制出了6英寸碳化硅(SiC)单晶衬底。碳化硅属于第三代半导体材料,是制造高亮度LED、电力电子功率器件以及射频微波器件的理想衬底。     

扬帆芯未来，助力新基建，大力推进第三代半导体制造装备国产化

 第三代半导体以碳化硅、氮化镓等材料为代表,已经在5G基站、新能源汽车充电桩等新基建领域崭露头角。第三代半导体加工工艺具有高温、高能量、低损伤等特点和要求,决定了其制造装备相对通用半导体制造装备具有独特性。综述了第三代半导体制造装备需求及其国产化现状,提出了相关产业发展建议：以企业为主体,产学研用协同创新;着力装备共性技术,培育自主零部件配套体系;加强创新人才培养,增强产业发展后劲。     

第三代半导体引领生活新时尚——记北京大学宽禁带半导体研究中心张国义团队

继硅（Si）引导的第一代半导体和砷化镓（GaAS）引导的第二代半导体后，由Ⅲ族氮化物引领的第三代半导体闪亮资场并已逐渐发展壮大。与Si、GaAs等半导体不同，Ⅲ族氮化物所引领的第三代半导体对生活所体现出来的能力让人感到震惊，尤其在照明光源、激光器存储和功率微波器件等领域所造成的影响可以说是革命性的。     

第三代半导体产业发展与趋势展望

 第三代半导体是全球半导体技术研究前沿和新的产业竞争焦点。综述了第三代半导体发展现状、中国对第三代半导体产业的科技支持政策及当前面临的风险和存在的问题。阐述了第三代半导体产业技术创新战略联盟的探索实践,包括推动产学研用创新联合体对接国家重大项目、推动国家级公共平台和产业创新生态建设、制定团体标准并推动相关检测平台建设、通过创新创业服务促进大中小企业融通发展、精准深度国际合作等。针对当前国际形势及中国第三代半导体产业面临的机遇和挑战,提出5点建议：尽快启动国家2030重大项目,通过国家第三代半导体技术创新中心形成合力,瞄准国家重大需求,探索新型举国体制;夯实支撑产业链的公共研发与服务等基础平台;加速推动产业生态环境的完善;组织实施应用示范工程,充分发挥需求端对产业的带动作用;构建科技资本网链,实现国家信用对研发链、产业链和资本链的拉动。     

第三代半导体辐射探测器研究进展

 以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、金刚石等为代表的第三代半导体具有大的禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子速率、高热导率以及具有高的位移阈能,耐高温、耐辐照能力,在核装置运行监测、空间探测、高能粒子物理探测等领域具有重要的应用潜力。介绍了第三代半导体的相关性质、辐射探测器主要制备方法以及不同类型辐射探测器的研究进展,展望了第三代半导体在辐射探测方面的发展趋势。提出第三代半导体辐射探测器的出现必然会促进核科学、空间探测、粒子及高能物理等方面的研究,对于国家提升核心竞争力具有重要的推动作用。     

广东省北大光电院 第三代半导体材料与器件技术院士工作站

<正>北京大学东莞光电研究院(以下简称北大光电院)是北京大学与东莞市人民政府共同组建的新型研发机构,它于2012年8月正式成立,是践行北京大学-广东省战略合作协议的第一个成果。北大光电院位于东莞市松山湖高新技术园区,主要以第三代半导体材料与器件技术的研发为核心,建设科技创新、科技成果转化、高科技产业孵化和人才培养等4大基地和半导体照明技术、激光显示器件技术、电子功率器件技术、光电精密     

半导体SiC材料研究进展及其应用

作为第三代的半导体材料,SiC具有带隙宽,热导率高、电子的饱和漂移速度大,临界击穿电场高和介电常数低,化学稳定性好等特点,在高频、大功率、耐高温,抗辐照的半导体器件及紫外探测器等方面具有广泛的应用前景。文章综述了碳化硅的发展历史,介绍了SiC材料的生长工艺技术,并简要讨论了SiC器件主要应用领域和前景。     

创“芯”广东 提升半导体产业研发制造能力——专访广东省半导体产业技术研究院胡川博士

广东省半导体产业技术研究院(以下简称半导体研究院或研究院)是广东省科学院旗下的一家半导体技术领域的主体研究机构。自2016年正式注册成立以来,研究院集聚了来自全球知名高校、科研机构和顶尖半导体企业的高层次学科带头人,在第三代半导体材料、新型显示器件等领域开展了一系列研发创新,取得了国际领先的技术成果。近日,本刊记者专程采访了研究院引进的学科带头人,曾在全球顶尖半导体公司Intel担任研究员十多年的胡川博士,对胡博士立足广东打造异构集成技术开发高端平台,提升我国半导体产业研发制造能力的相关工作进行了探访。     

广东省第三代半导体创新发展刍议

第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体(禁带宽度大于2 eV),近年来扩展至氮化铝(AlN)、金刚石、氧化镓(Ga2O3)、氮化硼(BN)等超宽禁带半导体.相比于以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体和以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体,第三代半导体具有更...     

高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器

以碳化硅(SiC)和Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料,具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点,用于工作于紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势.宽禁带半导体紫外探测器的主要应用包括:国防预警、环境监测、化工和生化反应的光谱分析和过程检测、以及天文研究等.本文主要回顾近年来南京大学在此方面开展的一些代表工作,所涉及到的典型器件有:具有极低暗电流的AlGaN基日盲MSM紫外探测器、高量子效率AlGaN基日盲雪崩光电探测器、以及SiC基可见光盲紫外单光子探测器.     

半导体光电化学法测定半导体材料的物理参数

光电化学技术以它许多独特的优点为半导体性能测试提供了一种灵敏、方便,有时是其它方法也难以达到的综合性测试方法,尤其是对多层及异质结构材料多数的剖面分布测量.因此,它已广泛应用于材料性能测试和器件工艺.本文总结了半导体材料特性参数的光电化学测试技术,包括导电类型、p-n结位置、载流子浓度、少子扩散长度、深能级、禁带宽度、材料组份,以及部分参数的剖面分布的测定.介绍了国内外的研究进展.     

碳化硅半导体材料研究进展及其产业发展建议

正碳化硅特点及应用碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速率大、临界击穿电场高、介电常数低及化学稳定性好等诸多优点,是新世纪有广阔发展潜力的第三代新型半导体材料。SiC晶片和外延衬底在通信、汽车、电网、航空、航天、石油开采以及国防等各个领域有着广泛的应用前景,其主要用途如表1。     

纳米金刚石半导体薄膜传感器的研究与模拟

金刚石具有很强的抗辐射性、耐腐蚀性能,被誉为发展前途广阔的第三代半导体材料。本文将从纳米金刚石半导体薄膜的研究现状出发,并详细分析了使用纳米金刚石薄膜压力传感器,并通过实验的方式制作与完成整个传感器的模拟实验。     

半导体纳米线——宏观牛顿世界与微观量子世界的理想桥梁

本文以我们的研究团队自1995年以来在半导体纳米线材料与物理研究中所做的科研工作为主线，从如何自下而上地规模、可控制备硅等半导体纳米线的开创性研究工作开始，着重介绍半导体纳米线独一无二的物理性质的代表性研究工作，以及它们在高品质真空电子源、新型高效光电器件、新能源器件方面的潜在应用的研究成果．最后，对半导体纳米线的未来发展前景进行了展望．     

化合物半导体集成电路

本书是新加坡世界科技出版公司出版的《电子学与系统专题》丛书的第29卷。《国际高速电子学与系统杂志》专刊评述了化合物半导体集成线路中最近的研究工作，本书是该专刊以书的形式的重印本，覆盖了应用、频率和材料等各个方面，涉及数字、模拟、微波和毫米波技术，用于电话线光纤光波传输的器件与集成电路、无绳无线电频率微波与毫米波通讯，     

东莞市中镓半导体科技有限公司

东莞市中镓半导体科技有限公司总部设于广东东莞,以北京大学宽禁带半导体研究中心为技术依托,并于2009年成功引进该研究中心为我公司的创新科研团队。我公司成为国内首家专业生产氮化镓（GaN）衬底材料以及开发相关技术的企业。公司拥有多项核心国家发明专利及国际发明专利,创造性地将MOCVD技术、激光剥离技术和HVPE技术相结合,成功开发出了高品质的GaN衬底系列产品,该系列产品及相关设备已批量生产及销售,主要     

高效能半导体器件进展与展望

随着数字时代的不断发展,中国"3060碳战略"目标的确立,绿色低碳成为我国各行业发展主要导向,其中,高效能半导体器件发展应用成为推动汽车电子、电子信息、大数据中心等领域节能降耗的重要趋势.从硅、锗为代表的传统半导体材料到现在以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体材料,再到以金刚石、氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料,支撑半导体器件的性能不断提升,促进射频通信、高功率器件、照明器件等方面革新发展.主要介绍了宽禁带半导体和超宽禁带半导体的研究进展,分析了高效能半导体在射频通讯、汽车电子、航空航天、新型显示等新兴领域的应用前景,总结了目前超宽禁带半导体发展主要面临的难点问题,结合当前相关的研究成果,展望高效能半导体科研、技术及产业的发展趋势,对于我国半导体科技与产业发展都具有重要的指导意义.