第三代红外探测器

2021年9月27日，两年一度的科学仪器行业盛会——第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会（简称BCEIA 2021）在北京中国国际展览中心盛大开幕。会议同期举办了半导体检测与标准论坛会议，该论坛由中国分析测试协会、中国有色金属学会理化检验学术委员会主办。会议围绕第三代半导体材料与工艺、第三代半导体物理与器件、第三代半导体测试评价技术与仪器、第三代半导体产业中的质量基础设施建设等报告方向，邀请到中科院半导体研究所研究员赵德刚、国合通用测试评价认证股份公司高级工程师刘红、南京大学教授刘斌、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱、欧波同（中国）有限公司经理苏瑞雪、西安电子科技大学教授张进成、第三代半导体产业技术创新联盟高伟博士、清华大学副教授汪莱、武汉理工大学副教授张侨、中科院半导体研究所研究员闫建昌、北京大学高级工程师杨学林、国网全球能源互联网研究院杨霏。会议现场主持人：中国分析测试协会常务理事、中国有色金属学会理化检测委员会委员 孙泽明报告人：中科院半导体研究所研究员 赵德刚报告题目：《GaN基材料与激光器》报告人：国合通用测试评价认证股份公司高级工程师 刘红报告题目：《半导体材料中痕量杂质元素的分析》报告人：南京大学教授 刘斌报告题目：《新结构氮化镓基Micro-LED器件制备与应用》报告人：中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员 孙钱报告题目：《硅基GaN功率电子器件及材料研究进展》从专家们的报告中可以看出，我国当前在第三代半导体领域发展速度惊人，具有国际影响力的创新性和突破性的成果频出，并取得了国际同行的高度认可。以氮化镓、金刚石等为代表的第三代半导体是制备高光效光电器件和大功率电子器件的优选材料体系，在固态照明、5G通讯、新能源汽车、智能显示等新一代信息产业中极具发展潜力，是全球半导体产业的重点发展方向。如何紧密围绕国家战略导向与产业发展需求，推动我国第三代半导体及其相关产业的进一步发展，进一步提升材料质量与器件性能水平，实现关键技术自主可控，在尺寸单晶衬底、硅基氮化镓、微型发光二极管、紫外发光/探测器件、射频/功率电子器件、器件失效分析、高纯材料检测等前沿领域实现突破，是本次会议的核心重点；国内优秀中青年科学家也借此机会探讨我国第三代半导体发展中存在的问题及未来技术发展方向。

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仪器信息网讯 第一代半导体兴起于20世纪五十年代，以硅（Si）、锗（Ge）半导体材料为代表，广泛应用于集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业。20世纪九十年代以来，随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、锑化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。二十一世纪以来，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料开始初露头角。第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性，可以实现更好的电子浓度和运动控制，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。目前，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。随着工业、汽车等市场需求的增加，以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料的重要性与优越性逐渐凸显了出来。同时，随着第三代半导体材料产业化技术日趋成熟，生产成本不断降低，使得第三代半导体材料突破传统硅基半导体材料的瓶颈，从而引领了新一轮产业革命。未来采用第三代半导体材料器件的产品和企业将会越来越多。但在半导体器件向小型化和集成化方向发展的同时，半导体器件特性测试也越来越重要。针对于此，仪器信息网在2022年12月21日举办的第三届“半导体材料、器件研究与应用”网络会议上，特设置了第三代半导体研究与检测技术专场。邀请第三代半导体领域相关研究、应用与检测专家、知名仪器企业技术代表，以线上分享报告、在线与网友交流互动形式，为同行搭建公益学习互动平台，增进学术交流。为回馈线上参会网的支持，增进会议线上交流互动，会务组决定在会议期间增设多轮抽奖环节，欢迎大家报名参会。同时，只要报名参会并将会议官网分享微信朋友圈积赞30个可以获得《2021年度科学仪器行业发展报告》（独家首发）一本，（兑奖方式见文末）报名参会进群还将获得半导体相关学习电子资料压缩包一份。会议同期，还有部分赞助厂商将抽取幸运观众，邮寄企业周边产品。本次会议免费参会，报名链接：https://insevent.instrument.com.cn/t/5ia 或扫描二维码报名第三代半导体研究与检测技术专场专场会议日程：时间报告题目演讲嘉宾专场2：第三代半导体研究与检测技术（12月21日）9:30氮化镓增强型功率器件进展黄火林(大连理工大学 教授)10:00如何利用牛津原子力显微镜评价化合物半导体质量刘志文 (牛津仪器科技（上海）有限公司)10:30Epitaxial growth of thick GaN layers on Si substrates and the physics of carbon impurity杨学林(北京大学 正高级工程师)11:00海洋光学微型光谱仪在半导体领域的应用卢坤俊(海洋光学 资深技术&应用专家)11:30GaN电力电子器件研究进展赵胜雷(西安电子科技大学 副教授)直播抽奖：5张30元京东卡12:00午休午休音乐14:00GaN功率器件及功率集成电路技术魏进(北京大学 研究员)14:30布鲁克新一代能谱仪及其在半导体样品上的应用陈剑锋（布鲁克（北京）科技有限公司 应用工程师）15:00聚焦离子束及飞秒激光微纳加工徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 副教授）15:30雷尼绍拉曼光谱技术的发展及其在半导体材料分析中的应用王志芳（雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司 光谱产品部应用经理）16:00GaN半导体器件的仿真设计与制备研究张紫辉（河北工业大学 教授）16:30氮化物半导体的原子尺度晶格极性研究王涛（北京大学 高级工程师）直播抽奖：5张30元京东卡嘉宾介绍大连理工大学 黄火林 教授黄火林，大连理工大学教授/博导&省第三代半导体技术创新中心副主任，在国内外长期从事第三代氮化镓材料半导体功率器件研发工作。2014年从新加坡国立大学回国后加入大连理工大学，建立第三代半导体电子器件实验室；已在IEEE EDL、T-ED、T-PEL等领域著名期刊和重要国际会议上发表学术论文超过五十篇；近五年已经申请或授权国际、国内发明专利近三十项（第一发明人）；主持国家级、省部级纵向及横向课题十余项。【摘要】氮化镓材料是第三代半导体的典型代表，利用该材料异质结结构2DEG优势制造的新一代功率器件已经进入民用和军用领域。增强型（常关型）操作是目前该领域的主要技术难题之一，本次报告将介绍氮化镓增强型功率器件的关键技术问题和研究进展。牛津仪器科技（上海）有限公司 刘志文 高级应用科学家刘志文，2006年博士毕业于大连理工大学三束国家重点实验室，博士期间主要利用AFM，TEM，XRD等技术手段研究PVD制备的氧化物薄膜的生长机制。毕业之后直接加入安捷伦科技，作为纳米测量部的应用科学家，主要从事AFM的应用工作。2018年加入牛津仪器Asylum Research。目前作为牛津仪器的高级应用科学家，主要从事原子力显微镜的应用推广、测试方法的研究以及AFM相关的多系统耦合。【摘要】 近几年，由于化合物半导体行业的飞速发展，其衬底以及外延薄膜质量评价越来越受到关注。如何评价高质量衬底和外延薄膜对工艺优化至关重要。原子力显微镜（AFM）是评价衬底和薄膜质量不可或缺的技术手段。在本次讲座中，主要用AFM从表面结构，力学性质和电学性质全面评价衬底和薄膜质量，涉及材料生长机制、表面不均匀性、缺陷类型、粗糙度、表面污染、力学性质、导电、表面电势、高压击穿等，从而实现对衬底和薄膜质量的全面评估。北京大学 杨学林 正高级工程师杨学林，1981年生，北京大学宽禁带半导体研究中心高级工程师，国家优秀青年科学基金获得者。2004年和2009年分别在吉林大学和北京大学获学士和博士学位，2009年-2012年在日本东京大学从事博士后研究工作。近年来在Si衬底上GaN基材料的MOCVD外延生长、C杂质的掺杂调控、缺陷影响电子器件可靠性的机理研究等方面取得了多项进展。以第一/通讯作者在PRL,AFM,APL等期刊上发表SCI论文30余篇；在本领域国内外学术会议上做邀请报告近20次，申请/授权国家发明专利13件。【摘要】 In this talk, we will discuss current challenges and summarize our latest progresses in the growth of thick GaN layers on Si substrates and physics of the carbon impurity in GaN. We firstly propose a large lattice-mismatch induced stress control technology to grow crack-free GaN and high mobility AlGaN/GaN as well as InAl(Ga)N/GaN heterostructures on Si substrates. Then, a Ga vacancy engineering is demonstrated for growth of thick GaN layers on Si substrates and fabrication of quasi-vertical GaN devices. Finally, the C doping behaviors in GaN are discussed, including the observation of two localized vibrational modes of CN in GaN and clarifying the formation and dissociation process of C-H complex in GaN.海洋光学 卢坤俊 资深技术&应用专家现任海洋光学亚洲公司资深应用工程师，拥有应用化学硕士学位。主要负责光纤光谱仪相关产品的技术支持与光谱解决方案的应用开发工作，具有丰富的材料、化学应用背景。【摘要】 介绍海洋光学公司及工业客户合作模式，并分享海洋光学微型光谱仪在半导体膜厚测量， PECVD过程监控，Plasma Etching终点指示以及 Plasma Cleaning过程监控中的原理及应用。西安电子科技大学 赵胜雷 副教授赵胜雷，博士，副教授，华山学者菁英人才。主要从事研究氮化物功率器件与应用研究，面向国家重大需求，深入探索器件工作机理，提出多种新型结构，大幅提升器件性能。主持和参与国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目10余项，发表SCI论文70余篇，申请与授权发明专利30余项，获得中国电子学会技术发明一等奖。【摘要】GaN电力电子器件经过20多年的科研与产业化发展，已在电力电子器件研究领域与市场占据一席之地，但还有很大提升空间。GaN器件与Si、SiC器件相比有何优点，有何不足？本报告将从当前商业化pGaN器件遇到的问题、新型双向阻断功率应用等角度出发探讨GaN电力电子器件的关键技术。北京大学 魏进 研究员魏进，北京大学集成电路学院研究员、博士生导师。分别获中山大学、电子科技大学、香港科技大学的学士、硕士、博士学位。曾任职英诺赛科科技有限公司研发经理、香港科技大学博士后研究员、香港科技大学研究助理教授。长期致力于 GaN 基、 SiC 基功率电子器件及功率集成电路技术的研究。在IEDM、IEEE EDL等著名国际会议/期刊发表学术论文140余篇，其中一作/通讯作者论文40余篇，总引用2000余次，H因子为28。【摘要】 GaN功率半导体器件具有卓越的高平开关能力，有望大幅度提升功率开关系统的效率与功率密度。本报告将讨论GaN功率半导体器件及集成电路面临的关键技术难题（包含动态导通电阻退化，动态阈值电压漂移等）的物理机制及解决方案。布鲁克（北京）科技有限公司 陈剑锋 应用工程师2003年毕业于中科院长春应化所，主要研究方向是高分辨电子显微镜在高分子结晶中的应用，毕业后加入FEI，负责SEM/SDB的应用、培训以及市场等推广工作。2011年加入安捷伦公司负责SEM的市场和应用工作，2018年在赛默飞负责SEM的应用工作。2021年加入布鲁克，负责EDS、EBSD、 Micro-XRF等产品的技术支持工作，对电子显微镜的相关应用具有多年的实操经验。【摘要】 随着目前工业和自动化控制的发展，促使人们在半导体行业上不断突破到更微观的结构，能谱和电子显微镜因为在纳米尺度上的分析能力和直观的结果解读使之在半导体行业以及相应的材料，结构，性能的研究，测试，表征等方面的依赖性也变得越来越高，布鲁克纳米分析部门推出第七代能谱配合EBSD和同轴TKD等技术继续在分析测试，失效分析，产品工艺改进和品质控制等领域助力新能源行业的发展，本期报告我们将主要介绍布鲁克新一代能谱仪特点应用，让新老客户对我们的产品及应用有一个更好的了解和认知。天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 徐宗伟 副教授徐宗伟，天津大学英才副教授，博导。研究领域：宽禁带半导体器件、超快能量束（离子、fs激光）加工、拉曼及荧光光谱表征、微纳加工机理、微刀具制备及纳米切削技术。中国电子显微镜学会聚焦离子束专业委员会委员。【摘要】 聚焦离子束、飞秒激光微纳加工，由于其精度高、直写成型和灵活性高等优势，成为重要的微纳制造技术。随着纳米功能器件制造需求和制造难度的不断增加，对基于聚焦离子束和飞秒激光制造技术提出了许多新的挑战。报告结合加工工艺优化、光谱表征以及原子尺度模拟等研究手段，分享两种先进制造技术在制备微纳光学功能器件、原子尺度点缺陷色心、宽禁带半导体功能结构中的应用。雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司光谱产品部应用经理 王志芳王博士，毕业于中国科学技术大学物理系，现任雷尼绍光谱产品部应用经理。主要从事拉曼光谱技术在各个领域的开发和应用工作，具有多年的拉曼光谱系统使用经验及拉曼光谱分析经验。【摘要】 半导体材料和器件的性能及稳定性往往与材料本身的性质联系在一起，包括材料应力、缺陷、杂质、载流子浓度还有温度响应等等。拉曼光谱检测可以获得以上半导体材料的性质，并且拉曼光谱还具有速度快、无需制样、无损伤等表征优势，可以同时获得静态及动态变化中的结构信息，已经成为半导体材料表征和器件测试的一个重要手段。本次报告主要介绍雷尼绍拉曼技术在半导体领域的应用方向和相关案例，同时分享适用于半导体领域的拉曼技术的发展和应用。河北工业大学 张紫辉 教授张紫辉，男，生于1983年，2006年毕业于山东大学并获得理学学士学位，2015年毕业于新加坡南洋理工大学并获博士学位，后留校担任南洋理工大学研究员，目前担任河北工业大学教授、博士生导师、河北省特聘专家。主要研究第三代半导体器件、半导体器件物理、芯片仿真技术。目前已经在Applied Physics Letters、IEEE Electron Devices、Optics Express、Optics Letters等领域内权威SCI 期刊发表科研论文130多篇，其中以第一作者/通讯作者发表文章80余篇； 参与出版学术著作5部；获授权美国专利、中国国家专利共计21项，申请18项，已经完成成果转化4项；先后主持各类科研项目15项。【摘要】 本次报告将围绕深紫外发光二极管（DUV LED）、Micro-LED、日盲紫外探测器和肖特基功率二极管（SBD），详细阐述半导体器件仿真技术在半导体器件设计和制备过程中的关键作用，同时深入探讨影响各类半导体器件性能指标的关键因素，并提出优化设计方案：（1）探索提高AlGaN基DUV LED载流子注入效率、光提取效率、电流扩展效应的方法及机理；（2）研究抑制GaN基Micro-LED侧壁非辐射复合的方法，并提高发光效率；（3）研究降低紫外探测器的暗电流、提高响应度的方法和相关器件物理；（4）利用半导体仿真技术探索GaN基SBD的击穿过程，并优化器件架构设计，制备高击穿电压的GaN基SBD。北京大学 王涛 高级工程师王涛，北京大学电子显微镜实验室高级工程师，2013年在四川大学获得学士学位， 2018年在北京大学获得博士学位，曾在沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）和德国莱布尼兹晶体生长研究所（IKZ）交流学习。目前主要从事（超）宽禁带半导体材料纳米尺度物性研究，主要包括利用高空间分辨、高能量分辨电子显微镜技术研究材料的物性，以及原位条件下材料的物性调控研究。以第一作者或通讯作者在Advanced Materials、 Light: Science & Applications、Advanced Science、Applied Physics Letters和Nanomaterials等期刊上发表多篇文章。兑奖方式：1） 直播间抽奖中奖后，凭借中奖截图凭证联系直播助手领奖；2） 分享朋友圈兑奖，凭借朋友圈点赞截图，联系直播助手领取《2021年度科学仪器行业发展报告》扫码加直播助手微信