【特邀报告合集】第三届亚太碳化硅及相关材料国际会议

第三届亚太碳化硅及相关材料国际会议摘要合集来啦，篇篇精彩，干货满满。先睹为快吧~

（以下排名不分先后）

Josef Lutz-开姆尼茨工业大学-资深教授

报告题目：SiC器件的可靠性和可靠性测试

报告摘要：虽然SiC基功率器件与Si基器件相比具有一定的优势，但同时也面临着一些特殊的挑战。由于SiC基功率器件的沟道迁移率低，所以必须要考虑其栅氧化层的厚度。测试结果表明，SiC基器件的栅氧化质量比Si基器件低，MOS器件的阈值电压存在可逆和不可逆漂移现象。虽然双极性传导模式可能会导致器件的双极性退化，但目前双极性传导模式尚无法完全避免。此外，SiC基器件具有比Si基器件具有更高的机械刚度，这增加了封装界面在负载和温度波动下的应力。所以，在SiC器件大规模应用之前，需要了解上述影响因素，并选择合适的测试方法测试其可靠性。

Tadatomo SUGA-明星大学-教授

报告题目：表面活化键合及其在先进宽禁带半导体中的应用

报告摘要：表面活化键合（SAB）技术已能够成功地在室温下键合各种材料，并为半导体器件的制造和集成提供了一种创新的解决方案。特别是利用硅和金属纳米粘接层的改性SAB，可以提高宽禁带半导体晶片直接键合的界面强度，如GaN-SiC、GaN-金刚石和Si-金刚石的键合。通过SAB实现的键合界面具有极低的热障电阻（TBR），这对于大功率器件的应用中非常有前景。SAB的另一个应用是通过SAB晶片键合技术将高质量的SiC薄膜转移到低质量的SiC晶片上，从而制造低成本的SiC晶片，这将显著降低SiC晶片的成本，并将推动SiC器件在不同领域的应用。

水原 德健-罗姆半导体（北京）有限公司 技术中心-总经理

报告题目：新一代SiC MOSFET助力“双碳”目标达成

报告提纲：1.“双碳”目标下SiC的强大市场驱动力；2. xEV上的SiC典型应用；3.ROHM第4代SiC MOS；4.如何选好、用好SiC器件。

Guo-Quan Lu-弗吉尼亚理工大学-教授

报告题目：提高碳化硅器件功率处理能力的先进封装方法

报告摘要：随着电动汽车市场的快速增长，牵引驱动领域亚千伏碳化硅器件的开发和应用进一步加速。中压碳化硅器件的最新研究，推动了其在电网领域应用的研究和预期。SiC器件在每个反向阻断电压下均具有较低的特定导通电阻，故SiC基器件的额定电流密度比硅基器件高，因此成本更低。由于SiC器件通常具有较高的热流密度，所以对其封装过程中的散热提出了重大的挑战。晶体管外形或焊接+引线键合法是封装功率器件的传统方法，这些方法会导致高结壳热阻和高杂散电感，限制了器件的功率处理和开关能力。过去20多年中，弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心一直致力于三维封装技术的开发，以使宽禁带功率器件能拥有更多的性能潜力。电力电子系统中心的器件封装研究主要集中在以下三个方面：（1）封装的双面冷却，以降低特定的结壳热阻和杂散电感；（2）烧结银器件的键合，通过将键合温度提高到200℃以上来提高其功率处理能力；（3）通过非线性电阻涂层在基板三点处进行电场分级，以在不使用过多绝缘材料的情况下来提高封装的局部放电起始电压。举两个例子来说明上述封装方法的具体应用：用于牵引驱动领域的双面冷却SiC模块的封装，使用前两种方法来进行封装；用于潜在电网应用的10kV SiC 全波二极管整流器，同时使用上述三种方法来进行封装。

Hideharu Matsuura-大阪电气通信大学-教授

报告题目：重掺杂Al的4H-SiC的电学性能

报告摘要：在功率半导体器件中，即使在低电阻率层（如n沟道绝缘栅双极晶体管的厚p型集电极层），也需要降低能量损耗。p型SiC晶片，电阻率比目前可实现的电阻率低得多的，但其制造方法不易。为了降低电阻率，需要了解这些材料的潜在传导机制。松浦 秀治团队研究了通过化学气相沉积 (CVD)、物理气相传输法（PVT）和液相法，生长的重掺杂Al的4H-SiC外延层电阻率（ρ（T））和霍尔系数（RH（T））之间的关系。

Noriyuki Iwamuro-筑波大学-教授

报告题目：利用TCAD模拟研究最先进的1.2kv SiC沟道MOSFET中的UIS失效机理

报告提纲：1.简介：研究背景、研究原因；2.实验方法：不对称沟道MOSFET的UIS测试、双沟道MOSFET的UIS测试；3.模拟方法：非对称沟道MOSFET的TCAD UIS模拟、双沟道MOSFET的TCAD UIS模拟、双沟道MOSFET的机械应力模拟。

Yasuto Hijikata-埼玉大学-教授

报告题目：MOS 界面形成的单光子源特性

报告摘要：最近我们研究发现在氧化物/碳化硅的界面上发现了单光子源（SPSs）。这些SPSs非常明亮，而且可以通过电流注入产生单光子。虽然它们的缺陷结构未知，难以应用于实际系统，但我们通过结构分析、光学表征和第一性原理计算等方面的研究，为阐明它们的结构提供了一些线索。在本次演讲中，将介绍这种MOS界面SPS的特点和未来前景。

Katsuaki Suganuma-大阪大学-教授

报告题目：宽禁带半导体功率器件Ag烧结接合及故障实时监测研究进展

报告提纲：1、宽禁带半导体功率器件基本介绍；2、金属金属化、裸陶瓷和裸半导体上的Ag烧结连接；3、SiC功率模块中加入Ag烧结体；4、实时故障监控分析

Yokoo Hidekazu-爱发科股份有限公司-技术总监

报告题目：SiC离子注入技术研究进展

报告摘要：硅基IGBT器件一直在改进，以减少其功率损耗；Si - IGBT已发展成为集成二极管的RC - IGBT，并通过使用氢离子代替磷离子在更深的能级中形成场阻层，来改进场阻层，以提高其性能。对于FS注入中的高加速氢注入、收集器中的硼注入和RC-IGBT中的磷注入，仅需要ULVAC公司SOPHI系列中的一个系统即可完成。此外，该系统可以直接传输直径300mm、厚度50μm的晶圆，且该系统已在300mm IGBT量产工厂中使用。

为了进一步开发器件的特性，对Si-IGBT和SiC进行了改进。接下来介绍SiC的离子注入。ULVAC公司1992年就发布了针对SiC研发的离子注入机，于2007年大规模生产，并根据器件的发展及时改进、改造离子注入机。以下是我们应对SiC特定工艺和器件演变的方法。

刘国友-新型功率半导体器件国家重点实验室-常务副主任

报告题目：轨道交通高压SiC功率半导体器件研究进展与挑战

报告摘要：基于轨道交通独特的运行工况，对功率半导体器件功率密度、工作频率和运行可靠性提出了越来越高的要求。从硅基到碳化硅基的技术进步，为简化牵引变流器冷却系统、缩小体积、减轻重量、提高效率提供了可能，同时对高压碳化硅器件设计、工艺及其应用可靠性带来了一系列的技术挑战。本文着重介绍3300V SiC MOSFET及其全碳750A/3300V模块研究与应用技术进展。

雷光寅-复旦大学-研究员

报告题目：高玻璃化转变温度环氧塑封料的开发及性能表征

报告摘要：以碳化硅（SiC）为代表的宽禁带半导体因其耐高压、耐高温、高效率的特性，在新能源汽车、光伏逆变器等应用得到了广泛应用。为充分发挥碳化硅的材料特性，进一步提升器件的通流能力，对其封装材料的耐高温能力提出了更高要求。本文针对高温环氧塑封料，以芳香烃树脂和多官能团树脂为基体材料，通过酸酐类固化剂与环氧树脂进行交联反应，在其他添加剂（无机填料、偶联剂、脱模剂等）掺入的条件下，制备了玻璃化转变温度（Tg）在225 ℃以上的环氧模塑料（EMC）。通过热重分析仪（TGA）、相对湿度实验、动态力学分析（DMA）实验等测试方法，对所制备的新型环氧模塑料（EMC）的玻璃化温度Tg、吸水率、模量等性能作出表征。测试结果表明，该环氧塑封料（EMC）非常适合于碳化硅芯片的封装，能最大程度的发挥碳化硅（SiC）功率器件的高温性能。

钮应喜-安徽长飞先进半导体有限公司-教授级高级工程师

报告题目：碳化硅外延及相关技术进展

报告摘要：碳化硅具有耐高压、耐高温、高效率等特点，在新能源汽车、轨道交通、新型电力系统等方面前景广阔，可助力“碳达峰、碳中和”的实现。碳化硅外延作为器件制备过程中的关键环节，对器件的性能有着重要影响。本报告重点从国内外碳化硅外延设备、关键工艺、外延产品性能等方面的技术进展做汇报。

郭清-浙江大学电气工程学院-副教授

报告题目：碳化硅超级结功率器件的研究进展

报告摘要：碳化硅（SiC）作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表。以碳化硅MOSFET等为代表的器件性能不断提升，开发了一系列正向导通特性优良的器件，但是未从根本上打破SiC单极型器件理论一维极限的限制。超级结技术毫无疑问是降低漂移区比导通电阻的最有效手段。“碳化硅超级结功率器件的研究进展”将在对碳化硅电力电子器件研发和产业化技术调研分析的基础上，极少碳化硅超结技术的前景和目前主要技术路线的研究进展情况。

辛振-河北工业大学-教授

报告题目：电力电子系统电磁状态感知与集成

报告摘要：“碳中和”已成为全人类的共识和发展使命，构建以新能源为主体的电力电子化电力系统，推动能源产业数字化转型是必然途径。电力电子装置作为新型电力系统源网荷储的枢纽，是实现“比特管理瓦特”数字能源的核心基础设施。数字能源的核心要素是数据，信息感知则是前提，电力电子系统全景信息的深度感知是能源数字化的关键基础。开关器件作为电力电子信息流与能量流的重要媒介，其电磁状态全景信息的精确感知是推动电力电子数字化与智能化进程的关键。

杨军伟-东莞市中科汇珠半导体有限公司-总经理

报告题目：SiC同质厚膜外延层的新型形貌缺陷研究

报告摘要：作为第三代宽禁带半导体的典型代表，SiC在高功率高电压器件领域具有重要的应用。目前，SiC同质外延片生长基本上都是采用4度偏角的单晶衬底。由于4H-SiC特殊的台阶流生长模式，其形貌缺陷的面积会随着外延层的厚度增加而增加，大面积的形貌缺陷会使得器件的良率大大降低。所以研究不同种类形貌缺陷的形成机理进而降低或者消除这些缺陷，对于高质量外延层生长特别是高质量厚膜外延层具有重要的实际意义。本报告对目前主要的同质SiC外延层的形貌缺陷研究进行了介绍，并重点报道了团队关于SiC厚膜外延层中两种新型形貌缺陷的表征研究，不仅丰富了SiC外延层形貌缺陷的样本，而且扩展了人们对 4H-SiC同质外延生长领域的认知。

杨树-浙江大学-教授

报告题目：基于界面电荷调控的垂直型GaN功率器件

报告摘要：宽禁带半导体氮化镓（GaN）功率器件能够在电力电子应用中提供高频率、小尺寸、低功耗、高能效等理想性能，在智能电网、大数据中心、新能源汽车、激光雷达、航空航天等领域具有广阔的应用前景。当前平面型GaN-on-Si器件在GaN技术中占据主导地位，但仍面临电压和功率等级不高、陷阱效应导致的动态特性退化等问题。得益于品质更高的同质外延材料、更适于高压大电流的器件结构，垂直型GaN-on-GaN器件可解决平面型GaN-on-Si器件的问题，在耐压/功率等级和动态特性等方面实现突破。在本次报告中，我们将探讨：1）可突破传统SBD反向耐压与正向导通性能相互制约关系的1kV垂直型GaN隧穿结二极管；2）可同时实现正向电导调制和零反向恢复的1.8kV垂直型GaN PiN二极管；3）垂直型GaN功率器件“无电流崩塌”的优异动态性能。

王宏兴-西安交通大学-教授

报告题目：金刚石衬底研究进展

报告摘要：金刚石具有宽禁带、高载流子迁移率、高击穿电压、高热导率、优越的机械强度和化学稳定性等诸多优良特性，在各类知名材料中居于首位。在本次演讲中，将介绍大尺寸金刚石的开发和应用。对于异质外延单晶金刚石的生长，优选取向的 Ir (001) 薄膜沉积在蓝宝石衬底上。然后采用偏压增强CVD法形成金刚石成核，在其上采用微波等离子体CVD（MPCVD）系统生长单晶金刚石。然后，将钨原子引入 MPCVD 中，在该样品上生长出高质量的单晶金刚石。此后，利用激光加工技术在金刚石衬底上产生图案化的沟槽，通过 MPCVD 对金刚石层进行外延横向过度生长，在其上形成微通道。此外，我们研究了由于传导而增强的热扩散，然后是模拟电子芯片内的线性热点的局部加热电阻器的对流耗散。导电扩散和对流耗散的组合效应表现出显着的冷却增强效果，这可能对 GaN/金刚石复合器件有用。

曾正-重庆大学-副教授

报告题目：车用功率模块的热管理技术