国创中心创“芯”突破 氮化镓碳化硅集成领域取得突破

记者从深圳市国资委了解到，由市属国企深重投集团与深圳市科技创新局联合打造的国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台（以下简称“国创中心”）在氮化镓/碳化硅集成领域取得突破性进展。

国创中心在国际上首次研制了商用8英寸4°倾角4H-SiC衬底上的高质量氮化铝镓/氮化镓异质结构外延。这一成果打破了大尺寸氮化镓与碳化硅材料单片集成的技术瓶颈，可批量应用于大尺寸、高质量氮化镓外延材料制备，为现有硅基氮化镓技术路线提供了一种极具竞争力的替代方案，为氮化镓/碳化硅混合晶体管的发展和产业化进程奠定基础。

近年来，因氮化镓/碳化硅混合晶体管能有效结合氮化镓的高迁移率/开关速度与碳化硅的高导热/抗雪崩能力，实现无动态电阻退化和优异的热稳定性，成为业界研究热点。为了充分发挥其潜力，通过在碳化硅器件结构上外延生长出氮化镓基异质结构、实现氮化镓/碳化硅单片集成是较优路径。为获得高质量外延和器件，目前商用碳化硅功率器件均是基于4°倾角的4H-SiC衬底，而常用作氮化镓外延的碳化硅衬底因4°倾角会导致氮化镓外延层出现台阶聚集、表面粗糙、晶体质量下降及各向异性电性能等退化问题而为无倾角衬底。随着氮化镓和碳化硅技术迈入8英寸时代，如何在大尺寸4°倾角碳化硅衬底上实现高质量氮化镓外延，成为氮化镓/碳化硅异质集成及其产业化亟待解决的核心难题。

国创中心此次研制的8英寸4°倾角4H-SiC上氮化镓外延片具有良好的均匀性与平整度，能显著降低氮化镓外延材料的缺陷密度，大幅提升散热性能，各项指标均达到国际领先水平，将进一步提升器件的功率密度与集成度，有望从根本上解决其可靠性问题，实现规模化产业化应用。国创中心将持续深耕宽禁带半导体核心关键前沿技术研究与应用，突破产业链共性难题和关键技术，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。

编辑 秦天 审读 吴剑林 二审 桂桐 三审 王湛