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。     

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.     

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.     

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。     

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...     

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。     

承载使命引领未来天域团队为广东半导体产业添翼——专访东莞市天域半导体科技有限公司创新团队

自主研发核心技术9项、申请获得授权专利23项、发表国际论文40余篇……这是一个致力于第三代宽禁带碳化硅半导体外延材料及器件产业化的创新团队（以下简称天域创新团队），同时,她也是一个和谐共融、共同奋进的团队，她以推进我国碳化硅整体产业化为目标，以带动广东乃至我国电力电子技术变革为使命。今天，让我们走进第三代半导体碳化硅材料和器件研发及产、业化创新科研团队，从他们的所思所想，透析我省创新团队引进的现状，以及未来新型半导体的产业化格局。     

LED引导下一次照明革命

半导体照明，即通过氮化物基发光二极管(LED)制造照明光源。自20世纪60年代初首只GaAsP红色发光二极管(LED)诞生以来，人类一直致力于固态光源技术的实现，经过40多年的努力。已实现了红、绿、黄、蓝光LED的生产应用，发光效率提高了近千倍。随着以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体的兴起。蓝绿光和白光二极管的研发成功。可取代白炽灯和日光灯的固体照明光源应运而生。     

《半导体器件》课程中GaN基光电器件差异性教学探讨

在《半导体器件》课程中加强宽禁带半导体器件的教学是科学技术与国民经济快速发展对高等学校基本职能所提出的根本要求。本文阐述了把第三代宽禁带半导体GaN基光电器件作为新型半导体器件进行重点教学的必要性和意义．同时也指出需要采用差异化的教学方法来讲授新型器件在结构、工作原理与光电性能等方面的特殊表现。     

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。     

三代半导体材料发展历程

正第一代半导体材料:主要指硅(Si )、锗( Ge)元素半导体材料兴起时间:20世纪50年代性能特点:取代了笨重的电子管,促进了集成电路的产生。主要应用:低压、低频、中功率晶体管、光电探测器。第二代半导体材料:以砷化家(GaAs )、磷化钢(InSb )为代表兴起时间:20世纪70年代     

厦门市第三代半导体产业的现状与发展对策研究

在知识经济时代,高科技是决定一个国家综合国力和竞争能力的重要因素.以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体,具有高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能,是支撑新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件,与节能...     

宽禁带半导体 中国科学家谈科学

宽禁带半导体,突破了第一、二代半导体材料的居里温度远低于室温的困境,在高温、大功率应用中有很大的潜力。在同一材料体系实现非易失性自旋存储和电、光信号处理器件的集成,将成为宽禁带半导体微电子发展的远期目标。     

宽禁带与超宽禁带半导体器件新进展

 宽禁带、超宽禁带半导体器件已经成为国际半导体器件和材料的研究和产业化热点，概述了半导体材料的划代，综述了宽禁带、超宽禁带半导体器件和材料最新进展，并展望了未来的发展方向和前景。     

光子晶体中紫外波段的异常透射

采用时域有限差分法(FDTD)对三种不同材料(金属Al、半导体Ga₂O₃和绝缘体SiO₂)的矩型结构光子晶体进行了模拟计算,研究空气柱孔径变化对光子晶体光学传输特性及带隙宽度的影响。数值计算结果表明,晶格常数不变,空气柱孔径增大时,三种材料光子晶体在紫外光区及可见光区的透过率增大,反射率减小。Al光子晶体的孔径增大时,可见光区禁带宽度减小;Ga₂O₃光子晶体孔径增大时,禁带宽度增大;SiO₂的TE模和TM模光子禁带较宽,孔径增大,禁带宽度亦增大。三种材料光子晶体带隙的波长范围几乎都处于可见光波段,进入紫外光波段的波长范围很短。     

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。     

SiC基HEMTs器件的沟道温度热仿真

GaN作为第三代半导体材料,具有大的禁带宽度,高的饱和速度以及非常高的漏电流密度,导致了AlGaN/GaN HEMTs器件在高温,高功率应用方面脱颖而出.本文通过使用有限元法,实现了在稳态条件下对高电子迁移率晶体管(HEMTs)的温度分布,得到了沟道温度随着沟道位置的不同而不同的变化图.通过仿真得到,在中心沟道处的温度最高,以及随着远离沟道中心,沟道温度将会减小的结论.     

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。     

抢占发展先机培育壮大科技产业集群

半导体照明产业是半导体发光技术和传统照明产业相结合的新兴产业，是最具发展前景的高技术产业之一。目前，国内外半导体照明产业发展迅猛。半导体照明技术是光电子产业的核心技术之一。随着第三代半导体材料氮化镓的突破和发光二极管(LED)的问世，半导体照明以其节能、环保和长寿命的优异特点正在引发一场新的产业革命——照明革命。     

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