xingkong星空-深港微电子学院于洪宇课题组在氮化镓晶体管领域取得系列研究进展

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2026-01-07

图1. A GaN MIS-HEMT器件布局;B 外延布局AFM/TEM; C常关型器件转移/输出特征;D阈值电压-导通电阻Benchmark

p-GaN栅常关型GaN HEMT器件

栅极击穿电压和其靠得住性作为功率开关器件的要害机能指标，于工业出产和现实运用中具备主要研究价值。今朝，高功率电源电路中的开关管采用p-GaN型栅常关型HEMT器件，但这类已经经实现贸易化出产的器件布局仍存于必然问题：器件的击穿电压凡是较低；于较高的栅极驱动电压前提下，器件持久事情靠得住性不足，器件轻易毁坏。为解决上述问题，在洪宇团队经由过程调控p-GaN于外延生长历程中的参数，有用降低了栅金属/p-GaN肖特基结的尖峰电场，于不影响其它机能如阈值电压、导通电阻等直流特征的环境下，制备出于10.6 V栅极驱动电压下具备10年事情靠得住性的常关型HEMT器件。本研究所提出的u-GaN/p-GaN布局能有用提高功率转换体系的靠得住性，相干事情以“p-GaN Gate HEMTs With 10.6 V Maximum Gate Drive Voltages by Mg Doping Engineering”为标题发表于IEEE TED杂志上[2]。南科年夜深港微电子学院与加拿年老伦比亚年夜学联培博士周广楠为文章第一作者，在洪宇传授为通信作者，南科年夜为第二通信单元，该事情也获得了加拿年老伦比亚年夜学夏光睿传授的撑持。

图2. A器件截面示用意和AFM表征成果; B威布尔图和器件利用寿命猜测;C为(a)25℃及(b) 150℃时，器件的栅极击穿特征; D VG-max及VTH的Benchmark。

InAlN/GaN 异质结上无金欧姆接触

基在InAlN/GaN异质布局的GaN器件依附高的二维电子气密度及较低的方块电阻，成为实现下一代低开关损耗、高功率密度、高开关速率电力电子器件的抱负质料。为实现高机能的InAlN/GaN器件，降低源漏欧姆接触电阻是其要害工艺之一，在洪宇课题组提出了一种基在Si/Ti5Al1/TiN布局的无金欧姆接触方案（图3A）。比拟在传统的有金欧姆接触工艺，该方案可有用兼容现有的Si基COMS工艺线，降低工艺成本及实现年夜尺寸。经优化退火温度，采用Si/Ti5Al1/TiN欧姆接触于InAlN/GaN异质结上实现了0.11 Ω·妹妹的超低欧姆接触电阻值，打破了InAlN/GaN异质结上合金欧姆接触的世界纪录（图3B），并可与采用再生长欧姆接触等更繁杂的进步前辈工艺效果相媲美。此外，使用透射电镜（TEM）等技能手腕深切阐发了其形成优秀欧姆接触的微不雅机理，提出了该欧姆接触布局的形成机理（图3C），该方案为InAlN/GaN异质结上欧姆接触工艺的研发提供了新思绪。相干结果以"Microscopic formation mechanism of Si/Ti5Al1/TiN ohmic contact on non-recessed i-InAlN/GaN heterostructures with ultra-low resistance"为标题已经发表于权势巨子期刊Applied Physics Letters (APL)上，南科年夜深港微电子学院拜候博士生蒋洋为本文第一作者，在洪宇传授及汪青研究副传授为配合通信作者，南科年夜为第一通信单元，该事情也获得了中国香港年夜学王中锐助理传授的撑持。

图3. InAlN/GaN异质结上无金欧姆接触。ATi5Al1/TiN及Si/Ti5Al1/TiN无金欧姆接触布局示用意和其TEM阐发成果; B I-V测试和欧姆接触成果拟合曲线; C 所提出的欧姆接触形成机理示用意。

双沟道异质结上p型欧姆接触

GaN p-FETs不良的导通能力及关断能力严峻限定了GaN CMOS逻辑或者功率集成电路的最年夜事情频率，开发高机能GaN p-FETs成为实现高机能GaN CMOS需要解决的首要问题。器件源、泄电极处金属/半导体界面形成的欧姆接触是器件与外部电路毗连的基础，其机能与器件输出源、泄电流、膝点电压、导通电阻、功率损耗和靠得住性等机能紧密亲密相干，是以低阻欧姆接触要害技能的开发也是晋升GaN p-FETs的器件机能的要害。在洪宇团队于GaN CMOS外延上开发出新型Mg/Pt/Au布局的p型欧姆接触，打破了GaN p-FETs和CMOS上p型欧姆接触制备坚苦的壁垒，比接触电阻率低至1.810-5Ω2，到达该外延上世界最低程度。此外，实现了原位去除了p-GaN外貌氧化层的技能，于得到超低电阻欧姆接触的同时消弭非原位外貌处置惩罚技能对于器件靠得住性的影响。研究成果显示Mg接触层的引入促成了Pt层形成Au扩散通道，从而促使Au向内扩散与p-GaN接触，同时界面处的Au引诱Ga向外扩散形成Au-Ga相，并于p-GaN外貌形成Ga空位提高空穴浓度，终极形成超低接触电阻率的欧姆接触。相干结果以" Ohmic Contact with a Contact Resistivity of 12 Ω·妹妹 on p-GaN/AlGaN/GaN "为标题已经发表于权势巨子期刊IEEE EDL上，南科年夜深港微电子学院与哈工年夜联培博士生唐楚滢为本文第一作者，在洪宇传授及汪青研究副传授为配合通信作者，南科年夜为第一通信单元，该事情也获得了复旦年夜学蒋玉龙传授的撑持。

图4. A外延信息和制备流程;BI-V特征与电流规模瓜葛及Rsh与温度瓜葛图;CI-V特征图;D样品TEM和外延EDX line 测试成果;E样品TEM和XPS测试成果;F Rc随退火温度变化瓜葛图和拟合提取电阻信息

在洪宇课题组先容

在洪宇传授于半导体器件物理和制造范畴累计发表学术论文440 余篇，此中SCI 论文200 余篇，包括IEDM、VLSI、EDL、APL等一流电子器件集会和期刊。总他引次数超5900次,H 影响因子46，单篇他引次数超100 次的文章总计 10 篇，申请/授权PCT专利 20 余项及海内专利 80 余项。插手南科年夜后，作为项目卖力人，负担科研项目经费超8700万元；作为重要卖力人，组建了深圳市第三代半导体器件重点试验室、广东省 GaN 器件工程技能中央、广东省三维集成工程研究中央及将来通讯集成电路教诲部工程研究中央；作为筹建人之一，乐成筹开国家第三代半导体技能立异中央（深圳分中央）及国度5G 中高频器件立异中央。并于南科年夜建成为了一个 1200平米的干净间，形成完备的 6 英寸 CMOS 工艺及测试线，硬件程度于华南地域到达领先程度。

相干研究论文列表：

[1] He, Jiaqi, Qing Wang, Guangnan Zhou, Wenmao Li, Yang Jiang, Zepeng Qiao, Chuying Tang, Gang Li*, and Hongyu Yu*. “Normally-OFF AlGaN/GaN MIS-HEMTs With Low RON and Vth Hysteresis by Functioning In-Situ SiNx in Regrowth Process.” IEEE electron device letters, 43, no. 4 (2022): 529–532.

[2] Guangnan Zhou, Fanming Zeng, Rongyu Gao, Qing Wang, Kai Cheng, Lingqi Li, Peng Xiang, Fangzhou Du, Guangrui Xia*, and Hongyu Yu*. “p-GaN Gate HEMTs With 10.6 V Maximum Gate Drive Voltages by Mg Doping Engineering.” IEEE Transactions on Electron Devices, 69, no. 5 (2022): 2282–2286, DOI: 10.1109/TED.2022.3157569

[3] Yang Jiang, FangZhou Du, JiaQi He, ZePeng Qiao, ChuYing Tang, XinYi Tang, ZhongRui Wang, Qing Wang*, HongYu Yu*.“Microscopic formation mechanism of Si/Ti5Al1/TiN ohmic contact on non-recessed i-InAlN/GaN heterostructures with ultra-low resistance.” Applied Physics Letters, 121, no. 21 (2022).

[4] Chu-Ying Tang, Hong-Hao Lu, Ze-Peng Qiao, Yang Jiang, Fang-Zhou Du, Jia-Qi He, Yu-Long Jiang*, Qing Wang*, and Hong-Yu Yu*.“Ohmic Contact with a Contact Resistivity of 12 Ω·妹妹 on p-GaN/AlGaN/GaN.” IEEE electron device letters, 43, no. 9 (2022): 1412–1415.

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xingkong星空引领保险科技新浪潮 —— 2024中国财寿险科技应用高峰论坛圆满落幕

2024-07-31 xingkong星空

在科技创新日新月异的今天，AI和大数据等前沿技术正成为推动各行业发展的核心动力。2024年，中国首次将新质生产力纳入政府工作报告，科技创新驱动和高质量发展成为国家战略。在这样的大背景下，xingkong星空积极响应国家号召，致力于通过科技赋能，推动保险行业的数字化转型和创新实践。

7月18日和7月25日，中科软科技股份有限公司主办的“中国财寿险科技应用高峰论坛”在北京古北水镇成功举办。此次论坛以“向新而行，科技提质”为主题，吸引了五百多位保险公司高管和众多保险科技公司的技术专家，共同探讨保险科技的最新进展和未来趋势。

xingkong星空受邀出席了本次论坛，神州数码企业云业务集团能力中心总经理吴静涛从信息安全角度，分享了在信创工作推进背景下，xingkong星空通过构建完善的产品线，同时通过数据缝合技术、无探针的模式把数据采集放到一个大数据平台，通过ABC（AI和Big Data、Cloud技术融合），真正构建可用的安全攻防体系，以保障智能大模型技术安全投入应用。吴静涛与大家共同探讨了一个至关重要的话题：在生成式AI ( Gen-AI )、信创、降本增效等技术和市场的多重挑战情况下，保险业客户如何面对下一个攻击。

Ⅰ. 人工智能的应用，保险行业的客户需要先行一步，利用AI技术进行合规、运维和攻防。

Ⅱ. 在信创环境中，如何保证性能、可靠性，我们必须不断创新，整合包括信创区、传统区以及云原生在内的新技术和产品，确保在不产生安全漏洞的前提下实现技术融合。

Ⅲ. 降本增效一直是保险业IT投入的最大目标。

在会上吴静涛就当前面临的情况：外企退出，人工智能等新科技的引入，从如何设计全新的安全架构，应对信创的国产化策略；如何解决性能和稳定性，同时还要保证低成本的降本增效等3个方面进行了阐述:

Part I

面对外企的退出，我们曾依赖由他们提供的安全性和可用性规划，如今该由谁来接手？正是xingkong星空（神州数码旗下子品牌）。依托神州数码过去强大的IT分销能力，整合多方资源，构建了完整的网络和应用安全产品线，包括防火墙、WAF、负载均衡、GSLB、Log日志管理系统等。我们致力于实现端到端的Tracing可观测性，无论在传统还是微服务架构中，都能通过无探针的应用日志采集能力，和大数据平台上独特的数据缝合技术，实现智能基线、根因分析、影响范围判断，实现一键容灾和攻防配置变更。在保险行业中，AI的攻击需要用AI来防御。我们通过可观测性为基础的SOC安全服务体系，来实现真正的安全攻防。

Part II

针对信创的性能和稳定性，参考20年前，NetScreen面对网络速度由10/100M到1G的快速上升和CPU处理能力的不足，通过研制ASIC芯片来解决高性能和低成本问题; 信创同样面临了CPU等芯片处理能力不足和网络速度再次从10G到25G/40G和100G/400G的极速上升，在这种状况下，我们再投入巨资研发ASIC3.0芯片，为保险行业提供信创架构下，低成本、高性能的产品。

Part Ⅲ

在降本增效方面，我们提倡设备整合，基于信创合规架构和ASIC芯片，实现云边端的统一管理，提供防火墙、VPN和SD-WAN的整合解决方案来降低客户采购和运维成本。

xingkong星空依托神州数码的强大资源整合能力，构建了完善的产品线，并与各安全厂商合作，拥有众多安全厂商的认证工程师，提供从安全架构设计、现场实施安装到后期运维和运营的全方位服务，为保险行业客户提供应用可用性、安全性和可持续性保障。

未来，xingkong星空将继续与合作伙伴携手，共同推动保险行业的科技创新和高质量发展。