中國粉體網(wǎng)訊  郝躍院士長期從事新型寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件,、微納米半導(dǎo)體器件與高可靠集成電路等方面的科學(xué)研究與人才培養(yǎng),。在氮化鎵∕碳化硅第三代(寬禁帶)半導(dǎo)體功能材料和微波器件,、半導(dǎo)體短波長光電材料與器件研究和推廣,、微納米CMOS器件可靠性與失效機(jī)理研究等方面取得了系統(tǒng)的創(chuàng)新成果,。

據(jù)悉,，氮化鎵射頻器件因其優(yōu)異性能,，在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮舉足輕重的作用，已成為全球半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)和世界各國競相搶占的戰(zhàn)略制高點(diǎn),。

郝躍院士指出,，氮化物的最大優(yōu)點(diǎn)是，它是當(dāng)前所有的寬禁帶半導(dǎo)體中唯一一個能夠做二維電子氣的材料,，它可以完全靠極化來不斷調(diào)節(jié)二維電子氣的密度,，想要做什么器件，通過調(diào)節(jié)勢壘層的材料和厚度即可,，這是它的一個非常好的特性,。

郝躍院士研究團(tuán)隊(duì)在氮化鎵材料方面進(jìn)行了多年持續(xù)研究，在高功率密度氮化鎵毫米波功率器件,、低損傷氮化鎵增強(qiáng)型射頻器件關(guān)鍵技術(shù),、低壓高效率氮化鎵射頻功率器件、超高頻氮化鎵器件等技術(shù)方向取得了一系列突破進(jìn)展,。

例如,，70nm柵長氮化鎵超高頻器件,，是世界上第一次采用100nm工藝在AlGaN上實(shí)現(xiàn)fT>100GHz的器件,該器件的fT/fmax 為211/379GHz，是目前世界上頻率最高的 AlGaN/GaN HEMT; 毫米波太赫茲GaN SBD射頻器件,獲得了國家十三五科技成就獎,，該器件的開啟電壓僅為0.4V,，大大降低了二極管的損耗。

其中,，基于70nm柵長氮化鎵超高頻器件,，實(shí)現(xiàn)了在k波段下55%的功率附加效率，遠(yuǎn)超砷化鎵器件在這方面的表現(xiàn),。氮化物的這些優(yōu)異特性,，使得它在未來的6G通信中具有廣闊應(yīng)用前景。

談及未來氮化物半導(dǎo)體的研究挑戰(zhàn),，郝躍院士認(rèn)為,，同碳化硅一樣，氮化物半導(dǎo)體也面臨著諸多挑戰(zhàn),，第一個挑戰(zhàn)是它的功率密度還能高到什么程度,；第二個挑戰(zhàn)就是空間輻照問題,。

郝躍院士指出,，不僅在空間應(yīng)用，在現(xiàn)在的飛機(jī)上都會出現(xiàn)輻照問題,，如果這一問題不能得到解決,，高效的電源器件就很難進(jìn)入航空航天領(lǐng)域應(yīng)用。

除了氮化物外,，近年來氧化物半導(dǎo)體也吸引了行業(yè)的極大關(guān)注,。在郝躍院士看來，雖然氧化物半導(dǎo)體離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有一定的距離,，但已經(jīng)看到了前景,。氧化物半導(dǎo)體的禁帶寬度更寬，相比氮化鎵和碳化硅,，它可以實(shí)現(xiàn)更低的損耗,。但氧化物也有弱點(diǎn)，就是散熱問題,，不解決它的散熱問題,，就不可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

目前,，微系統(tǒng)所和西電采用smart cut轉(zhuǎn)移了wafer級氧化鎵薄膜于高熱導(dǎo)率襯底,，部分解決了氧化鎵襯底低熱導(dǎo)率的問題，實(shí)現(xiàn)了4英寸氧化鎵材料的轉(zhuǎn)移,。

郝躍院士演講最后指出,，未來還是應(yīng)該走異質(zhì)異構(gòu)集成的道路，化合物半導(dǎo)體要跟硅半導(dǎo)體緊密融合。他進(jìn)而呼吁,，國內(nèi)應(yīng)該成立一個開放的平臺,，實(shí)現(xiàn)硅集成電路和化合物半導(dǎo)體的多功能的集成，這樣,，無論是光電子還是傳感器,，或是功率電子，都可以與硅集成電路廣泛的集成在一起,，實(shí)現(xiàn)真正意義上的多功能,，推動我國整個電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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