【会员新闻】集智攀登，聚力创芯——深圳平湖实验室自主设计超宽禁带半导体材料和器件综合表征系统填补领域空白

        深圳平湖实验室作为国家第三代半导体技术创新中心（深圳）的实体运营单位，其第四代半导体材料与器件课题组聚焦金刚石、氮化铝和氧化镓材料与器件领域，致力于研发先进的第四代半导体材料生长技术、器件制备工艺和异质集成，推动相关材料和器件在智能电网、电力电子、航空航天、新能源、光电和特殊环境等多领域的应用。目前在面向第四代半导体科研方向上已建成理论模拟、材料生长、器件设计和制备、性能测试等专业实验室。

        该实验室现有核心设备包括金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、电子束光刻机（EBL）、电感耦合等离子体刻蚀机（ICP-RIE）、磁控溅射机、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等外延材料生长，器件制备和测量所需设备。鉴于目前行业内还没有对包括6.2 eV超宽禁带半导体材料和超高压大功率器件的商业化表征系统，实验室自主设计了国内外首台多功能超宽禁带材料和万伏大功率器件综合表征系统，成功填补了该领域的空白。

        超宽禁带材料表征部分（图1）包括深紫外激发光源、分光光度计、真空系统、可调温度平台、深紫外显微镜、多功能双向探测器、直流电源等，可测量所需温度范围包括氮化铝在内的超宽禁带半导体的光学带隙，少数载流子寿命，电导率，也可原位测量在偏压前后以及加偏压情况下的材料参数和变化。

图1.综合表征系统：材料表征部分

        综合表征系统器件表征部分（图2）包括耐高压耐高温测试平台，高真空系统，温控系统，12kV/1A可调高压电源，50A/3000V大功率电源和0-50V可调低压电源等。可在所需温度范围测量不同类型的高压和大功率器件的输出特性和正反向特性。该系统也备有不同波段的光纤探测器和窗口测量器件在加偏压条件下的缺陷发光。该系统是目前唯一能够表征包括氮化铝在内的超宽禁带半导体材料和耐高压耐高温功率器件的多功能综合表征系统，已获国家知识产权局专利局授权。

图2.综合表征系统：器件表征部分

        该系统的设计研发，无疑将为超宽禁带半导体材料和器件的研究提供重要助力，也彰显了深圳平湖实验室在该科研领域的前瞻性布局和科研实力。