近日，深圳平湖实验室在GaN/SiC集成领域取得突破性进展，在国际上首次研制了商用8英寸4°倾角4H-SiC衬底上的高质量AlGaN/GaN异质结构外延（如图1）。 该成果打破了大尺寸GaN与SiC材料单片集成的技术瓶颈，为GaN/SiC混合器件的发展及其产业化进程奠定基础，可批量应用于大尺寸、高质量GaN外延材料的制备，为现有硅基GaN技术路线提供了一种极具竞争力的替代方案。其突破性在于： 1）缺陷密度显著降低：GaN外延材料中的缺陷密度下降10~15倍,有望从根本上解决GaN器件的可靠性问题、通过10年以上寿命验证； 2）散热性能大幅提升：SiC衬底的高热导率将进一步提升GaN器件的功率密度与集成度。 这项重大进展将为宽禁带半导体在新能源汽车、消费电子、人工智能等领域的规模化应用提供重要技术支撑。 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）作为第三代半导体的代表，凭借高禁带宽度、高击穿场强、高电子饱和速度和高热导率等优异特性，特别适合制造高频、高功率、耐高温、抗辐照器件，广泛应用于新能源车、消费电子、光伏、电网等领域。 基于同质外...

本月，第15届国际氮化物半导体会议（International Conference on Nitride Semiconductors，ICNS）在瑞典马尔默召开。ICNS-15是氮化物半导体领域国际学术会议，展示了基于III类氮化物半导体的材料和器件的具有高度影响力的科学和技术进展。ICNS-15 汇集了来自 37 个国家/地区的研究人员，分享他们的最新突破，交流思想，并推动氮化物半导体领域的发展。 本次会议，深圳平湖实验室GaN器件及工艺课题组展示了5项成果（1篇口头报告，4篇墙报），就GaN器件的p-GaN栅极可靠性、100 V高性能器件、650 V先进集成平台进行了报道。这五篇报告的第一作者为吴妍霖、刘轩、冯超、姜作衡、吴克平和陈嘉伟（共同一作），通讯作者为David Zhou和万玉喜。GaN首席科学家David Zhou和吴妍霖博士出席本次会议，进行学术分享、展示和交流。此外，吴妍霖博士担任了Power Electronic 2 (Reliability)的单元主席。 1.吴妍霖博士发表了主题为《A 650 V GaN Monolithic Integration Platform Featuring Low Capacitance and High-Performance P...

摘要： 深圳平湖实验室第四代材料与器件课题组首席科学家、新加坡工程院院士张道华教授受邀参加在新加坡举办的第12届国际先进技术材料大会（ICMAT2025），并在宽禁带半导体分会发表题为《超宽禁带β-氧化镓和氮化铝的某些特性研究》的邀请报告。 作为全球材料科学盛会之一，本届ICMAT2025吸引了近2500名行业代表参与。该会议自创办以来已成功举办12届，累计参会者超27000人，其中包括 28 位诺贝尔奖获得者、数百位杰出的全体会议和主题演讲嘉宾以及数千位受邀演讲嘉宾。 其中，张道华教授的报告《超宽禁带β-氧化镓和氮化铝的某些特性研究》介绍了深圳平湖实验室最近在β-氧化镓和氮化铝方面所取得的重要进展。主要包括： 1）通过改进刻蚀和清洗工艺，找到了减小氧化镓表面粗糙度的新方法，所获得的0.12nm目前最好，通过减小表面粗糙度，所制备的肖特基势垒二极管（SBD）理想因子达到1.05，同时器件的电流-电压（I-V）特性得到显著提高（图1）。 2）运用第一性原理，通过引入金属原子减小空穴有效质量，提高空穴迁移率，从而提高...

  摘要： 深圳平湖实验室使用国产的全自动化激光剥离系统，对激光剥离的机理进行深入研究、系统优化激光剥离工艺参数，2025年6月实现SiC激光剥离的单片总损耗≤75μm，单片成本降低约26%，达到国际先进水平，已完成三批次的小批量验证，良率100%。 这是一项令人振奋的技术突破！核心性能指标达到国际先进水平，在关键技术及设备上实现了自主可控，保障了供应链安全，降低了对外依赖风险，工艺成熟可靠，可快速实现产业化。   SiC材料及器件具有高温、高频、高耐压、高功率、抗辐射等优异性能，在新能源汽车、光伏新能源、轨道交通和智能电网等领域具有巨大的应用前景。 当前SiC大规模化应用的进展不如预期，主要原因在于SiC的成本还是相对较高，从SiC器件的成本模型可以发现，SiC衬底占比最高，达50%，是规模化应用最关键一环。因此SiC衬底降本、提质是促进SiC大规模应用的关键路径之一。打开SiC衬底的成本来看，SiC材料占比高达70%，而且接近一半是在切割中损耗掉了，所以降低SiC材料的切割损耗，又是降低SiC衬底成本的关键路径...

深圳平湖实验室分析检测中心赵双博士及相关作者近期在《Material Science in Semiconductor Processing》期刊上发表题为“A Comparative Study of Threading Dislocations in AlGaN/GaN Heterostructures Grown on Si Substrates with Different Buffer Structures”的文章。 如何对GaN异质外延缺陷密度及类型进行快速、全面、准确地表征分析一直是业界的难题之一。该论文综合采用电子通道衬度成像（ECCI）、缺陷选择性刻蚀、高分辨X射线衍射（HRXRD）、透射电镜（TEM）等技术，对两种不同缓冲层工艺的GaN-on-Si异质外延样品的贯穿位错密度、类型辨别展开了对比性的分析研究。该研究通过结合自行开发的位错自动算法识别技术，构建了一套快速、全面、准确的位错评估方法和框架。此外，联合技术表征结果表明，本工作中的超晶格缓冲层样品相比于渐变AlGaN缓冲层样品具有更低的近表面贯穿位错密度，XTEM结果揭示了其源于前者更优异的位错阻挡能力。本工作为GaN-on-Si功率器件及其他异质外延体系的位错表征提供...

2025年6月23日，经深圳市人力资源和社会保障局严格评审与批准，深圳平湖实验室正式获批设立“博士后创新实践基地”。 此次获批设立“博士后创新实践基地”，是深圳平湖实验室在高层次科研平台建设、科技创新能力提升和高端人才培养引进方面的重大突破，获得了省市级权威部门的高度认可。标志着实验室在整合高等院校、科研院所资源，产学研协同创新方面迈上了全新台阶。 获批设立的“博士后创新实践基地”未来将依托实验室的科研资源、中试能力和平台优势，吸引国内外优秀博士后人才加入，共同开展前沿科学研究和技术创新，加速科研成果转化应用，推动相关产业的发展。同时，实验室也将以基地的设立为契机，进一步提升自身的科研水平和综合实力，面向功率半导体领域产出世界级成果，培养世界级人才。...

深圳平湖实验室联合深圳市鹏进高科技有限公司，在国产宽禁带半导体功率器件领域取得重大突破！成功攻克1200V沟槽栅SiC MOSFET芯片的核心技术难题，构建了8英寸工艺平台，实现了自主知识产权的高性能1200V沟槽栅SiC MOSFET芯片流片成功。其核心发明专利（专利公开号：CN118610269A）已经获得授权。这标志着我国在自主知识产权的第三代半导体关键器件研发与制造能力上迈上新台阶，将为新能源汽车、光伏储能、工业电源等广泛应用提供强劲而持久的“中国芯”动力！ 8英寸高性能沟槽栅SiC MOSFET结构（专利）示意图及芯片剖面图 1、性能卓越，设计可靠： 静态性能指标实现了业内领先的低比导通电阻（<2.1mΩ·cm²），优于国际主流高可靠厂商的技术水平（如 Bosch G2）；动态特性参数（包括输入电容 Ciss、栅极电荷 Qg、反向恢复电荷 Qrr等）对标国际顶尖工业技术标杆（如 Infineon G2）；整体性能达到国内领先，国际先进水平。 零失效通过1000小时高温反向偏压（HT...

氮化铝（AlN）作为禁带宽度最大的超宽禁带半导体材料，具有高达15.4 MV/cm的击穿场强和高达340W/(m·K)的热导率，是耐高温、耐高压大功率器件的理想材料，也被称为唯一能够满足138-230 kV电网需求的半导体。目前国内关于氮化铝功率器件的报道主要集中在二极管器件。 深圳平湖实验室超宽禁带半导体团队和北京大学沈波教授及南方科技大学宋爱民教授团队合作，成功制备了国内首个氮化铝为垒层、富铝镓氮为沟道的 高电子迁移率晶体管（HEMT）功率器件（见图1）。在没有离子注入和窄带隙材料（如二次外延）等改进欧姆接触电阻和加场板改进击穿电压的情况下，LGD为25 µm的HEMT器件的关态击穿电压和比导通电阻率分别为2045 V和1736 mΩ·cm2。增加LGD至50 µm，器件关态击穿电压和比导通电阻率将分别变为大于3 kV和3012 mΩ·cm2（图2）。后续将继续优化材料性能、欧姆接触、2DEG方阻和器件结构及工艺，进一步提升器件性能。氮化铝HEMT器件的成功制备对加速我国在氮化铝器件方面的研究，突破功率...