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超宽禁带半导体Ga_(2)O_(3)功率器件、紫外光电器件的新进展(续)
1
作者 赵正平 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期417-434,共18页
在电动汽车等绿色能源应用和发展的带动下,宽禁带半导体材料SiC、GaN电力电子产业成为新一代产业的发展主流,而有可能成为下一代电力电子学发展的超宽禁带半导体材料金刚石、Ga_(2)O_(3)和AlN已成为目前前瞻性的科研热点,其中Ga_(2)O_(3... 在电动汽车等绿色能源应用和发展的带动下,宽禁带半导体材料SiC、GaN电力电子产业成为新一代产业的发展主流,而有可能成为下一代电力电子学发展的超宽禁带半导体材料金刚石、Ga_(2)O_(3)和AlN已成为目前前瞻性的科研热点,其中Ga_(2)O_(3)在这三种半导体材料中具有单晶尺寸发展最快、成本最低和功率二极管性能已接近工程化等特点,预判Ga_(2)O_(3)在电力电子和紫外光电器件两个领域具有提前工程化和后续产业化的发展趋势。介绍了Ga_(2)O_(3)在上述两个领域,如Ga_(2)O_(3)功率二极管、Ga_(2)O_(3)功率FET、Ga_(2)O_(3)紫外光电器件的最新进展。其中包括Ga_(2)O_(3)功率二极管在肖特基势垒二极管(SBD)、异质结二极管和MOS二极管方面的结构设计创新、工艺创新和可靠性;也包括Ga_(2)O_(3)功率FET在MESFET、MOSFET、异质结FET、无极FET和立体晶体管等方向的器件结构设计创新、工艺创新和可靠性;此外,还包括Ga_(2)O_(3)紫外光电器件在光电晶体管、薄膜光电导体、光电二极管、金属-半导体-金属(MSM)光电探测器和异质结构光电探测器等方向的器件结构设计创新、工艺和机理的创新。分析和评价了Ga_(2)O_(3)在电力电子和紫外光电器件两个领域从科研向工程化的发展态势。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体 Ga_(2)O_(3) 功率二极管 功率FET 紫外光电器件
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超宽禁带半导体Ga_(2)O_(3)功率器件、紫外光电器件的新进展
2
作者 赵正平 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期313-332,共20页
在电动汽车等绿色能源应用和发展的带动下,宽禁带半导体材料SiC、GaN电力电子产业成为新一代产业的发展主流,而有可能成为下一代电力电子学发展的超宽禁带半导体材料金刚石、Ga_(2)O_(3)和AlN已成为目前前瞻性的科研热点,其中Ga_(2)O_(3... 在电动汽车等绿色能源应用和发展的带动下,宽禁带半导体材料SiC、GaN电力电子产业成为新一代产业的发展主流,而有可能成为下一代电力电子学发展的超宽禁带半导体材料金刚石、Ga_(2)O_(3)和AlN已成为目前前瞻性的科研热点,其中Ga_(2)O_(3)在这三种半导体材料中具有单晶尺寸发展最快、成本最低和功率二极管性能已接近工程化等特点,预判Ga_(2)O_(3)在电力电子和紫外光电器件两个领域具有提前工程化和后续产业化的发展趋势。介绍了Ga_(2)O_(3)在上述两个领域,如Ga_(2)O_(3)功率二极管、Ga_(2)O_(3)功率FET、Ga_(2)O_(3)紫外光电器件的最新进展。其中包括Ga_(2)O_(3)功率二极管在肖特基势垒二极管(SBD)、异质结二极管和MOS二极管方面的结构设计创新、工艺创新和可靠性;也包括Ga_(2)O_(3)功率FET在MESFET、MOSFET、异质结FET、无极FET和立体晶体管等方向的器件结构设计创新、工艺创新和可靠性;此外,还包括Ga_(2)O_(3)紫外光电器件在光电晶体管、薄膜光电导体、光电二极管、金属-半导体-金属(MSM)光电探测器和异质结构光电探测器等方向的器件结构设计创新、工艺和机理的创新。分析和评价了Ga_(2)O_(3)在电力电子和紫外光电器件两个领域从科研向工程化的发展态势。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体 Ga_(2)O_(3) 功率二极管 功率FET 紫外光电器件
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超宽禁带半导体氧化镓材料的专利分析
3
作者 崔颜军 闫春光 +4 位作者 宁平凡 牛萍娟 李明佳 孟宇陆 李雄杰 《河南科技》 2024年第10期134-138,共5页
【目的】氧化镓是一种超宽禁带半导体,具有耐高压、耐高温、功率大、抗辐照等特性,极有可能在未来成为高功率、大电压应用领域的主导者,在全球科研与产业界引起了广泛重视。从专利角度对氧化镓材料进行分析,为相关产业的发展和专利布局... 【目的】氧化镓是一种超宽禁带半导体,具有耐高压、耐高温、功率大、抗辐照等特性,极有可能在未来成为高功率、大电压应用领域的主导者,在全球科研与产业界引起了广泛重视。从专利角度对氧化镓材料进行分析,为相关产业的发展和专利布局提供参考。【方法】基于全球相关专利数据,从专利申请趋势、专利权人排名、技术来源国、技术领域IPC分类等维度对氧化镓材料进行分析。【结结果果】揭示了氧化镓在不同国家/地区的竞争态势、技术实力及我国与国际先进水平的差距。【结论】氧化镓材料的研究主要集中在半导体器件及晶体生长方面,国内相关研究起步晚,但发展迅速。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体 专利分析 氧化镓 技术发展 晶体生长
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超宽禁带半导体材料检测标准研究
4
作者 曹可慰 《电子工业专用设备》 2019年第5期48-52,共5页
系统梳理了半导体材料和金刚石等超宽禁带半导体材料现行国际和国内标准体系,总结半导体材料标准化经验,结合超宽禁带半导体材料发展阶段和现阶段标准化需求,提出了超宽禁带半导体材料检测方法标准先行的发展思路,并具体提出了热导率、... 系统梳理了半导体材料和金刚石等超宽禁带半导体材料现行国际和国内标准体系,总结半导体材料标准化经验,结合超宽禁带半导体材料发展阶段和现阶段标准化需求,提出了超宽禁带半导体材料检测方法标准先行的发展思路,并具体提出了热导率、电学性质、位错密度、几何尺寸和表面粗糙度五项超宽禁带半导体材料检测标准需求。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体材料 检测标准 检测方法
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新一代功率半导体β-Ga2O3器件进展与展望 被引量：3
5
作者 刁华彬 杨凯 +1 位作者 赵超 罗军 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第11期875-887,901,共14页
Ga2O3是一种新兴的超宽禁带半导体材料,具有超宽带隙4.8 eV、超高理论击穿电场8 MV/cm以及超高的Baliga品质因数等优良特性,作为下一代高功率器件材料其越来越受到人们的关注。首先,回顾了宽禁带半导体材料β-Ga2O3的基本性质,包括β-Ga... Ga2O3是一种新兴的超宽禁带半导体材料,具有超宽带隙4.8 eV、超高理论击穿电场8 MV/cm以及超高的Baliga品质因数等优良特性,作为下一代高功率器件材料其越来越受到人们的关注。首先,回顾了宽禁带半导体材料β-Ga2O3的基本性质,包括β-Ga2O3的晶体结构和电学性质,简述了基于β-Ga2O3制造的功率器件,主要包括肖特基势垒二极管(SBD)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)。总结回顾了β-Ga2O3SBD和MOSFET近年来的研究进展,比较了不同结构器件的特性,并分析了目前β-Ga2O3功率器件存在的问题。分析表明,β-Ga2O3用于高功率和高压电子器件具有巨大潜力。 展开更多
关键词 β-Ga2O3 超宽禁带半导体 功率器件 肖特基势垒二极管(SBD) 金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)
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非晶氧化镓基日盲紫外探测器的研究进展 被引量：3
6
作者 肖演 杨斯铄 +2 位作者 程凌云 周游 钱凌轩 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-20,共20页
日盲紫外探测在空间安全通信、臭氧空洞监测、导弹来袭告警等民用与军事领域有着广阔的应用场景和特定的市场价值。氧化镓(Ga_(2)O_(3))具有超宽的带隙(4.4~5.3 eV),几乎覆盖整个日盲波段,被认为是构筑日盲紫外探测器的理想材料之一。... 日盲紫外探测在空间安全通信、臭氧空洞监测、导弹来袭告警等民用与军事领域有着广阔的应用场景和特定的市场价值。氧化镓(Ga_(2)O_(3))具有超宽的带隙(4.4~5.3 eV),几乎覆盖整个日盲波段,被认为是构筑日盲紫外探测器的理想材料之一。相较于单晶和外延氧化镓材料,非晶氧化镓(a-Ga_(2)O_(3))的制备温度更低,工艺相对简单,且衬底的适用范围更广,因此近些年成为Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测领域新的研究热点。本文旨在对a-Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测器的研究进展与现状进行介绍。首先介绍了a-Ga_(2)O_(3)的基本特性以及几种常见的制备方法,进而介绍了各种适用的器件类型、结构及性能。目前,a-Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测器主要分为MSM型、结型、TFT型和阵列型等几大类,通过器件结构优化,进一步提升探测性能。其中,MSM型器件结构简单,响应度高,应用最为广泛;结型器件通过构建肖特基结和异质结等,具有响应速度快、暗电流低和自供电的特点;TFT型器件能够在抑制暗电流的同时放大增益,且可以通过施加栅压脉冲来提升响应速度;阵列型器件主要用于大面积成像。最后,本文对a-Ga_(2)O_(3)日盲紫外探测器未来的发展趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 非晶氧化镓 光电探测器 光电晶体管 薄膜晶体管探测 日盲紫外 超宽禁带半导体
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温度对氮化铝表面形貌的调控及演化机理 被引量：1
7
作者 牛慧丹 孔苏苏 +7 位作者 杨少延 刘祥林 魏鸿源 姚威振 李辉杰 陈庆庆 汪连山 王占国 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1739-1747,共9页
氮化铝(AlN)是一种重要的超宽禁带半导体材料。本文研究了采用氢化物气相外延(HVPE)方法生长氮化铝的表面形貌演化和生长机理。AlN的制备过程是氮化处理后以700~1100℃的不同温度生长,得到四组不同温度下的表面形貌。结果表明,生长温度... 氮化铝(AlN)是一种重要的超宽禁带半导体材料。本文研究了采用氢化物气相外延(HVPE)方法生长氮化铝的表面形貌演化和生长机理。AlN的制备过程是氮化处理后以700~1100℃的不同温度生长,得到四组不同温度下的表面形貌。结果表明,生长温度对AlN的生长形貌和生长模式具有重要的影响。AlN的生长形貌体现在纳米尺度和微米尺度的形貌差异,该结果归因于受生长温度主导的Al原子的表面迁移能力和位错演化。另外,在900℃生长温度下得到具有倒金字塔结构的V坑形貌。V坑面为{10-11}半极性面,并遵循三维(3D)生长模式。这种具有半极性面微观形貌的AlN可作为模板进行半极性紫外LED器件结构或其他Ⅲ族氮化物外延生长,在光电子器件和电子器件研制方面具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体材料 氮化铝 氢化物气相外延 生长温度 表面形貌
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Ga2O3功率器件研究现状和发展趋势 被引量：8
8
作者 孙学耕 张智群 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期241-249,284,共10页
氧化镓（Ga2O3）超宽禁带半导体材料在高频大功率器件领域具有巨大的应用潜力和前景,近几年已成为国内外研发的热点。概述了Ga2O3半导体材料在功率器件应用领域的特性优势和不足,重点介绍了日本、美国和国内的Ga2O3功率半导体器件的研... 氧化镓（Ga2O3）超宽禁带半导体材料在高频大功率器件领域具有巨大的应用潜力和前景,近几年已成为国内外研发的热点。概述了Ga2O3半导体材料在功率器件应用领域的特性优势和不足,重点介绍了日本、美国和国内的Ga2O3功率半导体器件的研发现状。详细介绍了目前Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）、Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及新型Ga2O3功率器件的最新研究成果。归纳出提高Ga2O3单晶和外延材料质量、优化Ga2O3功率器件结构和制造工艺是Ga2O3功率器件未来的主要发展趋势,高功率、高效率、高可靠性和低成本是Ga2O3功率器件未来的主要发展目标。最后总结了我国与美国、日本在Ga2O3功率半导体领域的技术发展差距,以及对未来我国在Ga2O3功率半导体技术方面的发展提出了建议。 展开更多
关键词 GA2O3 超宽禁带半导体 功率器件 Ga2O3肖特基势垒二极管(SBD) Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
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亚稳相Ga_(2)O_(3)异质外延的研究进展
9
作者 汪正鹏 叶建东 +6 位作者 郝景刚 张贻俊 况悦 巩贺贺 任芳芳 顾书林 张荣 《电子与封装》 2023年第1期96-108,共13页
作为一种新兴的超宽禁带半导体材料,氧化镓(Ga_(2)O_(3))被认为是下一代高功率电力电子器件领域的战略性先进电子材料。相较于热稳定的β-Ga_(2)O_(3),亚稳相Ga_(2)O_(3)表现出更为新颖的物理性质,逐渐受到关注。通过异质外延生长高质... 作为一种新兴的超宽禁带半导体材料,氧化镓(Ga_(2)O_(3))被认为是下一代高功率电力电子器件领域的战略性先进电子材料。相较于热稳定的β-Ga_(2)O_(3),亚稳相Ga_(2)O_(3)表现出更为新颖的物理性质,逐渐受到关注。通过异质外延生长高质量的亚稳相Ga_(2)O_(3)单晶薄膜是实现亚稳相Ga_(2)O_(3)基功率电子、微波射频和深紫外光电信息感知器件的重要前提。重点阐述了亚稳相Ga_(2)O_(3)的晶体结构、电子能带结构以及相关物理性质,总结了近年来亚稳相Ga_(2)O_(3)异质外延和能带工程的研究进展,并对未来亚稳相Ga_(2)O_(3)材料和器件的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 超宽禁带半导体 亚稳相Ga_(2)O_(3) 异质外延 能带工程
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