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【IFWS 2016】邱显钦: 用SOI氮化镓基板技术的高性能开关电源和频射功率器件

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-21 来源:中国半导体照明网浏览次数:504
   2016年11月15日至17日, 2016中国(北京)跨国技术转移大会暨第三代半导体国际论坛(以下简称“跨国技术转移大会”)在北京国际会议中心盛大召开。此次跨国技术转移大会,由中国科技部与北京市人民政府主办,将覆盖众多科技、产业创新热点领域。第十三届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2016)也受到北京市科委邀请,与大会同期同地举行。
 
  围绕第三代半导体,今年跨国技术转移大会专门设置了多场分会,其中,11月16日下午举行的“第三代半导体与新一代移动通信技术”分会,围绕着第三代半导体与新一代移动通信技术展开多维度的探讨,涉及高性能GaN开关电源,GaN、SiC材料外延及电子器件等众多热点。会上,来自台湾长庚大学的邱显钦教授分享了“采用SOI氮化镓基板技术的高性能开关电源和频射功率器件”研究报告。
台湾长庚大学 邱显钦教授

台湾长庚大学教授 邱显钦
 
  邱显钦2003年在台湾中央大学电机系固态组取得博士学位后,加入了亚洲第一家六吋砷化镓代工厂(现在世界最大砷化镓器件代工厂)-稳懋半导体,从事0.15微米砷化镓高电子移导率场效应晶体管(0.15靘 GaAs pHEMT)及其电路开发,以及商业六吋砷化镓pHEMT与HBT生产线量产规划与建厂设计。2004年六月加入台塑集团长庚大学电子系进行高速组件开发与毫米波集成电路设计并同时规划建立长庚大学化合物半导体无尘室及其相关半导体制程设备,2007年开始氮化镓高功率组件与高功率电路技术开发,2010年取得正教授资格。
 
  2009年加入长庚大学高速智能通讯研究中心并建立110GHz 高频量测与建模能力的毫米波核心实验室,2013年建立四吋氮化镓功率组件实验室开发氮化镓功率晶体管与驱动模块,氮化镓微波晶体管与模块。2012年担任长庚大学高速智能通讯研究中心主任,来年也担任长庚大学光电所所长,邱教授在微波砷化镓高速器件,氮化镓高压器件与微波毫米波电路方面迄今发表了超过150篇国际论文,150国际会议论文,十个技术专利,目前也是IEEE资深会员(IEEE Senior Member)并服务于IEEE Microwave Theory and Techniques Society Policy Team Member。邱教授也是斐陶斐协会会员,过去五年执行的产学计划总经费达两千四百万台币(约四百八十万人民币) ,五年内台湾科技部计划总经费约达一千两百万台币(约两百四十万人民币)。
 
  邱显钦教授介绍说,过去十年中,全球硅基板上6寸的空乏型氮化镓场效应晶体管不仅从晶圆片磊晶,半导体制程,以及到后段封装技术上表现出了极大的成功和巨大的进步。此外,由于在成熟的GaN FET技术,制造成本也降低了。GaN材料吸引了许多的关注,因为它们的几个特殊的性质:如好的热稳定性,高的击穿电压,高电子速度,和高的电流密度…等等。氮化镓可在高温环境下且高频率和高电压操作下应用,尤其是在未来开关电源的应用以及微波功率放大器上使用。
 
  然而,GaN组件制做在Si基板上的缺点,在于GaN和Si之间的晶格以及热膨胀系数的不匹配。这些问题将导致在封装时,Si基板的薄化处理,将造成芯片的弯曲和应力上的问题。
 
  邱显钦教授表示,在这次研究中,HEMT外延结构,无金制程,类钻碳散热层和空气桥的热分配层设计优化将进行研究,并且在长庚大学实现完成商业规格。将制作600V的击穿电压和6A?50A的输出电流的高功率器件,且使用低电压的Si的控制装置,配合相关封装技术,利用堆栈方式制作增强型功率器件实现适于开关电源和音频放大器等应用。
 
  在射频功率器件应用,我们将导入绝缘体在硅基板(SOI)上代替一般的硅基板,因为SOI基板可以减少垂直缓冲层的漏电流,且可以减小在缓冲层和硅基板之间的寄生器件电容,我们实现超过氮化镓100伏的击穿电压和高功率附加转换效率在功率组件在SOI基板上,这种产品适用于L band 功率放大器应用。
 
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