深圳平湖实验室第四代材料器件研究团队和南方科技大学化梦媛副教授研究团队合作在《Journal of Vacuum Science & Technology A》国际期刊上发表题为“Vertical β-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes with Low Surface Roughness”的研究论文，开发了低粗糙度氧化镓刻蚀工艺，探究了表面粗糙度、氧空位缺陷等对氧化镓肖特基势垒二极管（SBD）器件性能的调控机制。陈嘉祥博士是该文的第一作者。 卤化物气相外延（HVPE）是制备氧化镓外延层的主流商用方法之一，具备高生长速率的优点，但其厚膜外延在CMP抛光后普遍存在表面粗糙度较大和表面杂质等问题。采用感应耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）等方法可去除表面沾污，但刻蚀过程中易产生副产物、引入刻蚀损伤和表面缺陷，导致表面粗糙度增大，从而降低表面质量、劣化器件的导通与耐压特性。如何实现低粗糙度、高质量的肖特基接触是实现高性能氧化镓器件亟需克服的关键难点。 本工作系统研究了HVPE的氧化镓外延在不同刻蚀工艺处理后，其表面形貌、氧空位缺陷演化规律...

深圳平湖实验室第四代半导体材料器件研究团队的刘妍博士和李翔博士近期在《Micromachines》上发表题为“High-Indium-Composition, Ultra-Low-Power GaAsSb/InGaAs Heterojunction Tunnel Field-Effect Transistors”的文章。 该文基于TCAD仿真，系统研究了GaAsSb/InGaAs隧穿场效应晶体管中GaAsSb层p型掺杂浓度与本征InGaAs层In组分对器件性能的影响，并开展了实验验证。研究结果表明，器件最优性能并非出现在In组分与InP衬底晶格匹配的0.53的结构中，而是在In组分较高（0.58左右）时实现。经参数优化后，器件在VDS=VGS=0.5 V条件下，亚阈值摆幅低至13.51 mV/dec，导通电流可达35.39 μA/μm。该研究为高性能超低功耗III-V族隧穿场效应晶体管提供了兼具应用前景与工艺可实现性的材料体系，并给出了清晰明确的器件设计指导。 基于GaAsSb/InGaAs异质结的隧穿场效应晶体管器件示意图及该器件对应能带图   In组分对器件性能的影响   期刊简介： 《Micromachines》是由MDPI出版的一...

近日，深圳平湖实验室第三代跃升团队在碳化硅结型场效应晶体管JFET集成电路（IC）研发上取得阶段性进展，成功开发并验证SiC JFET IC技术路线。相比国际先进高温碳化硅JFET IC ±25V电源电压，实验室碳化硅IC逻辑门电路、单级放大器、差分放大器等IC结构可以在±5V及以下电源电压水平下正常工作，实现设计功能。 图一 SiC JFET IC OM及SEM图 该SiC JFET IC平台基于深圳平湖实验室先进的8英寸SiC中试平台开发，同时兼容SiC功率JFET与JFET集成电路（IC）技术工艺，可以满足不同电阻规格的JFET与JFET IC技术开发需求。基于平台器件电性测试结果提取SPICE模型，可以较好拟合单级放大器电性测试结果（图二右）。设计差分放大器结构进一步优化后，基于SPICE模型仿真，在-5.90V的共模电压下，可实现39.1dB差分电压增益和407kHz的-3dB带宽，以及极高输入阻抗。  图二 （左）兼容SiC功率JFET与JFET IC的多项目晶圆照片 （右）提取单级放大器SPICE模型与...

近日，深圳平湖实验室第四代半导体团队在氧化镓光导开关器件研究方面取得重要进展，成功研制出具备万伏级耐压能力的垂直结构光导开关器件。该团队和山东大学肖龙飞教授团队紧密合作对该器件进行了系统性分析，实现了动态导通电阻低于10欧姆和电压转换效率超过80% 的综合优异性能，同时，其开启响应时间进入亚纳秒（＜1 ns） 量级，标志着我国在高性能光控功率半导体器件领域取得显著进展。 光导开关是脉冲功率技术、高电压高速控制等领域的关键核心元器件，凭借其光电隔离、响应快、抗电磁干扰等优势，在先进能源装备、特种电子系统及前沿科学研究中具有不可替代的作用。氧化镓作为新一代超宽禁带半导体材料，具有极高的理论击穿场强和良好的光敏特性，是制造下一代高耐压、高效率、快响应光导开关的理想材料。   该高性能氧化镓光导开关的成功研制，为我国在高压直流输电智能化控制、大功率脉冲产生、先进加速器及国防高技术装备等领域提供了潜在的新型器件解决方案。 撰稿 |  张道华  ...

深圳平湖实验室分析检测中心的胡钦博士在国际期刊《Materials Science in Semiconductor Processing》上发表题为“Effects of post-treatment progress on the morphology and surface state of 4H-SiC trenches”的文章。 4H-SiC作为第三代半导体核心材料，因耐高温、高耐压等特性，成为新能源汽车、智能电网等装备的关键基础。沟槽型结构是提升其器件性能的主流设计，但4H-SiC硬度高、各向异性强，蚀刻后沟槽表面易残留缺陷，导致器件可靠性下降，传统后处理工艺难以精准解决这一问题。该成果聚焦4H-SiC沟槽器件制备痛点，明确了后处理工艺对沟槽形貌与表面状态的调控规律，为高性能4H-SiC功率器件研发及产业化提供关键技术支撑，彰显了实验室在第三代半导体领域的技术实力。 原子力显微镜（AFM）结果显示，氢气氛围1350℃退火5分钟后，沟槽顶部与侧壁均实现低粗糙度；10 nm牺牲氧化处理可显著平滑表面，而20 nm的氧化层会因界面应力、碳富集导致粗糙度反升，表面出现pits缺陷。结合穆林斯连续表面模型（Mullins’ Continuo...

可靠性是制造业高质量发展的核心基石，更是衡量产品竞争力的关键指标。当前，我国制造业正向着高端化、智能化、绿色化转型，对可靠性专业人才的需求也日益迫切。响应国家制造业可靠性提升战略号召，切实破解企业人才培养痛点，深圳平湖实验室与美的、华为、TCL等行业头部企业共同参编了由西安理工大学、西安交通大学、电子科技大学联合编撰的“制造业可靠性丛书”，为培养可靠性人才提供了权威教材支撑。 本次校企联合编撰丛书，是深化产学融合的重要实践。西安理工大学、西安交通大学、电子科技大学凭借深厚的学术积淀与完善的人才培养体系联合牵头组编，深圳平湖实验室依托丰富的产业实践经验与前沿研究成果深度参与，同时联合行业标准化组织、主要产业及研究单位共同发力，确保丛书内容兼具学术权威性与工程实用性。 本套丛书定位清晰、价值凸显，将作为校企联办可靠性研究生课程班及攻读可靠性工程硕士、博士研究生的必修课教材，助力高层次可靠性人才精准培养。丛书由电子工业出版社出版，特邀行业资深人士担任总顾问，全程把控内容质量，坚持理论与...

深圳平湖实验室分析检测中心的田佳民博士在国际期刊《Nanoscale》上发表题为“Thickness-Dependent Polarization Modulation at AlN Interlayers in GaN Heterostructures Revealed by Atomic-Scale 4D-STEM”的文章，且该文章被收录为期刊封面。    图1. 封面图片   在后摩尔时代，氮化镓（GaN）基高电子迁移率晶体管（HEMTs）凭借卓越的高频、高功率性能，成为半导体领域的核心支柱。其性能优劣关键取决于异质结界面极化场诱导的二维电子气（2DEG）浓度，而插入超薄氮化铝（AlN）夹层是优化器件性能的主流策略。然而，亚纳米尺度（<1nm）下 AlN 夹层厚度如何调控界面应变与极化场，这一核心微观机制长期缺乏原子级解析。近日，深圳平湖实验室的研究团队借助四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）技术，首次在亚埃尺度下揭示了 AlN 夹层厚度依赖的极化调制规律，为高性能 GaN HEMT 器件的精准设计提供了全新科学依据。4D-STEM 表征结果显示，两者呈现截然不同的极化电场分布：1nm 厚 Al...

近日，深圳平湖实验室在100V氮化镓（GaN）功率器件领域取得关键进展，成功研制出高性能100V GaN E-HEMT（增强型高电子迁移率晶体管）器件与封装工程样品，关键性能达到行业先进水平，可为数据中心二次电源、人形机器人与无人机电机驱动提供有全新解决方案。 图1.  8英寸100 V GaN-on-Si E-HEMT晶圆与高散热封装样品照片 随着人工智能、人形机器人与无人机电机驱动领域的快速发展，传统功率电子系统的物理性能极限已经成为限制其应用的关键瓶颈，开发更高效率、更紧凑尺寸和更可靠的先进功率电子系统是推动这些领域的关键所在。作为宽禁带半导体代表之一的GaN器件，凭借其高电子迁移率、高速开关等特性，被视为下一代高效功率转换系统的核心。 深圳平湖实验室GaN研发团队依托实验室先进的8英寸Si基GaN科研中试平台，采用p-GaN增强型技术路线，如图2所示，先后攻克了一系列长期制约器件性能的关键技术： 1) 高迁移率外延技术：率先引入AlN插入层并优化外延结构，实现二维电子气（2DEG）迁移率超2050 cm²/V·s；...