第三代半导体重要单位

第三代半导体与电力电子技术、移动通信技术、紫外探测技术和应用、第三代半导体新兴产业的发展方向，行业基础研究、衬底外延工艺、电力电子器件、电路与模块、下游应用的创新发展，联结产、学、研、用，提供全球范围的全产业链合作，行业工艺装备、原材料，技术、产品与应用的创新。

超宽禁带半导体：氧化镓半导体材料与器件，金刚石半导体材料与器件，氮化硼和氮化铝材料。碳化硅功率电子：碳化硅衬底材料、碳化硅外延材料、碳化硅功率电子器件、碳化硅关键装备、碳化硅功率器件封装及可靠性、碳化硅功率器件应用。氮化镓功率电子：氮化镓衬底材料生长与装备，氮化镓外延材料生长与装备，氮化镓功率电子器件，氮化镓射频电子器件，氮化镓电子器件封装及可靠性，氮化镓电子器件应用。半导体光源：全光谱LED材料、芯片、封装及可靠性，面向显示应用的Mini/Micro-LED材料、芯片与关键装备，化合物半导体激光材料与器件及其应用，化合物半导体异质集成技术，氮化物半导体固态紫外（发光& 探测），钙钛矿、量子点、OLED、激光及其他新型显示材料与器件。半导体照明创新应用：光品质与光健康，光医疗，光通信与传感，生物与农业光照。

GaN-on-Si外延: 使用最新一代的 MOCVD  来GaN-on-Si晶圆, 优化高压(HV)和低压(LV)器件的GaN-on-Si外延缓冲技术，通过内部控制外延技术，可以快速调整外延制程，以适应特定的需求或应用。在技术、性能和产能方面进一步优化，以确保高性价比的GaN-on-Si技术。优化了GaN-on-Si外延工艺，获得了均匀、无裂纹、低位错密度和低缺陷的外延晶圆。

GaN-on-Si器件技术：晶圆尺寸一直在不断扩大，从6英寸到8英寸，再到今天的12英寸。其目的都是在于同时在晶圆上获得更多的器件，从而降低成本。同样，氮化镓厂商目前的晶圆尺寸仍为4英寸或6英寸，有些采用8英寸的晶圆尺寸生产的8英寸GaN-on-Si晶圆，其每片晶圆的器件数量比6英寸晶圆多，这对器件成本有直接的影响。硅技术的大规模生产已经有40年了。在设备制造商的支持下，硅器件制造商在产能和质量方面优化了他们的工艺，以便利用每一英寸硅片，并用他们的生产线生产尽可能多的晶圆片。因此，有些化合物厂家采用8英寸制造设备，开发一个与硅兼容的工艺流程(如无金工艺、平整工艺、蚀刻工艺等)，实现生产成本低、效益高的8英寸氮化镓器件。如果工艺良率没有得到优化，晶圆的利用率就不高。采用集芯片设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析于一体的IDM全产业链模式，控制整个制造流程(从外延到晶体管完成)，可以改进每个技术方面，以获得晶圆和器件高良率。优化了外延工艺，以获得均匀、可重复和坚固的8英寸GaN-on-Si外延片，这是器件加工的基础。此外，优化了工艺技术，扩大了工艺窗口等，以此来获得可大规模量产的工艺及更高晶圆的利用率。

GaN-on-Si工艺技术：功率半导体市场需要常关的器件，这意味着当晶体管的栅极设置为0V时，没有电流传导。GaN HEMT(高电子迁移率晶体管)的自然形式是常开或称为耗尽型(D-mode)，这需要特殊的驱动器或放置在一个共源共栅封装解决方案来实现常关操作。GaN HEMT本质上是常关或称为增强型(E-mode)器件。通过在AlGaN势垒上生长p-GaN层，沉积并图形化栅极金属，然后选择性地在AlGaN势垒上使用p-GaN层来实现常关。栅极金属层与p-GaN层形成(肖特基)接触，因此，平衡通道中的电势上升，从而实现常关模式。对GaN技术进行了优化，实现器件高性能、高可靠性、大规模生产和降低成本。定义技术性能的一个关键参数是特定的 R_{DS_ON} ，单位面积的导通电阻(也就是说，对于给定的导通电阻，电阻R_{DS_ON}越小，器件设计得越小; 器件越小，每片晶圆中可以放置的器件数量就越多，因此成本就越低）。开发应变增强层技术，它包括定义在栅极堆叠后沉积特定层。由应变增强层产生的应力会引起额外的压电极化，使得2DEG密度增加，因此与没有应变层的器件相比， R_{DS_ON}降低了66%。由于应变增强层是在栅极形成后沉积的，它只影响接入区域电阻，不影响阀值、泄漏等其他器件参数。这项技术可以实现GaN-on-Si E-mode HEMT具有非常低的特定导通电阻。GaN技术在性能和可靠性方面可以进行了优化，GaN技术的关键技术之一是在整个温度和电压范围内极低的动态 R_{DS_ON} 。这意味着在实际的功率开关应用中，器件的导通电阻不会增加。没有经过优化的GaN技术，在器件关闭，高压作用于器件漏极时，通常会出现导通电阻漂移，就像器件在实际应用中所经历的那样。这不仅对整个系统的性能有害，因为更高的电阻意味着更高的损耗，而且对器件的可靠性也有害，因为器件变得更热，更容易发生故障。新的GaN技术在实际应用中实现优异的温度稳定性而不会出现过热，通过精心优化外延和器件工艺技术实现了这一目标。

碳化硅肖特基势垒二极管：碳化硅肖特基势垒二极管 采用创新的混合 PiN 肖特基（MPS）结构和衬底减薄技术，提供极具竞争力的性价比，同时满足 HV-H3TRB 等行业最严格的可靠性要求。已有众多厂家以 多年化合物半导体制造经验为基础，以极低的失效率提供一流的碳化硅 肖特基势垒二极管 器件，凭借完整的垂直整合（前端和后端）以及全面的在线和可靠性测试服务，为电力电子行业提供真正的“一站式客户服务解决方案”。

碳化硅 MOSFET：碳化硅 MOSFET 是下一代能量转换系统的核心部件，实现了关键的系统优势，例如小型化、更轻的重量和更高的集成度。碳化硅 MOSFET 技术研发，制造工艺，如低电阻欧姆接触、离子注入/退火中适当激活的掺杂剂以及优化的栅极氧化等。新能源汽车客户，工规级 1700V/1Ω 和 1200V/32mΩ 碳化硅 MOSFET ，光伏及充电桩领域应用。

碳化硅（SiC）衬底和外延：对低缺陷率和均匀性要求的碳化硅（SiC）衬底和外延技术。150mm n 型导电碳化硅衬底上生长 n 型和 p 型外延层，产能可满足汽车和工业市场对碳化硅功率器件快速增长的需求，特别是宽带隙材料。

半导体照明器件;半导体分立器件;光电子器件，新一代全光谱半导体光源的LED芯片，基于EPLED架构的MicroLED 全彩单片集成及非巨量转移的Chiplet集成。

SiC功率器件、SiC驱动芯片、SiC模块为核心的功率转换解决方案，适用于：风能逆变、光伏逆变、工业电源、新能源汽车、电机驱动、充电桩等领域.SiC SBD/碳化硅肖特基二极管,SiC MOSFET/碳化硅金属氧化物场效应晶体管,SiC Module/碳化硅功率模块,Gate-Driver/栅极驱动芯片,Controller/控制芯片.

化合物半导体是中国重构全球半导体产业竞争格局的重要突破口！氮化镓、碳化硅、氧化镓、砷化镓等化合物半导体在新型显示、5G/6G 通信、新能源汽车电子、电动汽车充电桩、光伏/风电、激光雷达等战略新兴领域有着广泛而重要的应用前景。中国化合物半导体产业技术总体水平与国外的差距在缩小，在中国相关政策的大力支持下，中国的第三代半导体厂商有望迎头赶上，实现“换道超车”。化合物半导体先进技术及应用。

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  青岛海信商用显示股份有限公司
  Soft-EPi
  湖北芯映光电有限公司
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