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专家学者齐聚探究第三代半导体标准与检测的进展与趋势 | IFWS&SSLCHINA2024

第三代半导体标准与检测对于确保第三代半导体器件的质量与可靠性和大规模应用非常重要。近期,第十届国际第三代半导体论坛&第二十一届中国国际半导体照明论坛(IFWS&SSLCHINA2024)在苏州召开。

场景

期间,由国家第三代半导体技术创新中心(苏州)、北京北方华创微电子装备有限公司、苏州思体尔软件科技有限公司、深圳平湖实验室协办支持的“第三代半导体标准与检测研讨会”上,工业和信息化部电子第五研究所研究员雷志锋,南京大学副研究员周峰,东南大学博士后李胜,广东工业大学教授贺致远,重庆大学教授曾正,清纯半导体(宁波)有限公司研发总监孙博韬,忱芯科技(上海)有限公司总经理毛赛君,深圳平湖实验室失效分析首席专家何光泽等嘉宾们齐聚,共同探讨第三代半导体标准与检测相关的最新进展。工业和信息化部电子第五研究所研究员陈媛,第三代半导体产业技术创新战略联盟副秘书长高伟共同主持分会。

陈媛-主持人

陈媛

工业和信息化部电子第五研究所研究员

高伟

高伟

第三代半导体产业技术创新战略联盟副秘书长

雷志锋 

雷志锋

工业和信息化部电子第五研究所研究员

工业和信息化部电子第五研究所研究员雷志锋做了“面向新能源应用的电力电子器件大气中子单粒子烧毁风险评估技术”的主题报告,分享了电子电子器件应用背景与风险、大气中子辐照地面评估技术、SiC晶闸管、IGBT等部分结果。报告指出,随着新能源领域快速发展,电力电子器件使用激增,由大气中子引起的失效风险需要更加重视;大气中子通量随海拔高度增加显著,航空、高海拔应用等环境需要关注该风险;硅基晶闸管、IGBT、SiC等器件大气中子引起的失效率随电压增加指数增加,随温度升高会有减小。确定合适的降额使用条件尤其重要。利用新建成的与实际大气中子环境能谱吻合的大气中子平台可以很好开展大气中子引起的失效率定量评估。

 周峰

周峰

南京大学副研究员

南京大学副研究员周峰做了”面向宽禁带半导体GaN应用的紫外脉冲激光辐照实验技术“的主题报告,分享了相关研究进展。报告指出,南京大学已建立GaN功率器件设计与流片能力,开展多轮4/6英寸流片工作,正在研制抗辐照GaN功率器件。在国内多个辐照科学装置中开展GaN器件辐照特性研究。研制的国际首支500V等级抗辐照GaN功率器件以及单粒子效应研究成果在领域内知名ISPSD和ICNS会议汇报。亟需发展能够与重离子实验互补,可以定位辐照损伤、开展动/静态结合和统计性数据分析。GaN HEMT主要受到单粒子辐照效应影响,是业内公认宇航用GaN器件需要突破的难题。脉冲激光辐照可以用于模拟单粒子辐照电荷过程,成为辐照研究重要的研究手段。中国、美国、法国、俄罗斯等国内外多个团队开展硅基脉冲激光辐照实验研究,如逻辑电路、功率电路等。

 李胜

李胜

东南大学博士后

《GaN HEMT功率器件寿命预测SPICE模型研究》

 贺致远

贺致远

广东工业大学教授

广东工业大学教授贺致远做了“动态应力下GaN功率器件阈值电压不稳定性机理研究”的主题报告,分享了动态栅极应力下漂移现象及机理,阻性负载硬开关应用下的漂移现象及机理等。报告指出,针对P-GaN栅结构,动态栅应力相对静态栅应力过程导致的阈值电压漂移行为更为复杂,涉及到不同电压(开启或关断)等级、工作频率、占空比、dV/dt等参数影响;从机理层面来看,背靠背二极管的栅极结构特性决定了相关电子、空穴在动态电场转换过程中的俘获、积累等再分布多个物理过程,造成栅级结构综合净电荷不断变化,影响最后的阈值电压漂移行为;如何测试阈值电压,尤其是要反映系统中GaN器件的真实阈值电压情况,还需要综合考虑应用过程中的动态特性,制定较为全面的阈值电压测试图谱。

 曾正

曾正

重庆大学教授

重庆大学教授曾正做了“SiC功率器件开关动态测试方法十议:T/CASAS 033-2024标准解读”的主题报告,分享了标准的详细解读。报告指出,精准、原位测试是SiC功率器件的共性需求。本质性问题是高dv/dt,共识性问题是缺规范。

 孙博韬

孙博韬

清纯半导体(宁波)有限公司研发总监

清纯半导体(宁波)有限公司研发总监孙博韬做了“SiC MOSFET器件可靠性——标准验证与失效机制”的主题报告,分享相关标准内容解读。报告指出,规模化背景下,应用领域不断扩展,器件潜能被逐步开发,行业对SiC MOSFET可靠性认知提升。SiC MOSFET产业化的大背景下,应用潜能被逐步开发更多的失效机制被识别,要求产品端的不断迭代改进。标准为产品服务,需要独立的可靠性研究,以指导研发。标准为应用服务,需要确保评估方法的有效性及适用性。

 毛赛君

毛赛君

忱芯科技(上海)有限公司总经理

忱芯科技(上海)有限公司总经理毛赛君做了“SiC MOSFET标准体系符合性测试设备挑战与整体解决方案”的主题报告,涉及SiC MOSFET 静态测试系统,动态测试系统,动态可靠性测试系统、HTFB(双极退化)可靠性测试系统,无功/有功老化测试系统,KGD & WLR测试系统挑战等。其中,动态可靠性测试以应用为导向的SiC MOSFET 栅氧可靠性、阈值电压漂移缺陷筛选,HTFB (双极退化)可靠性涉及更窄的电流脉冲,更大的电流应力。

 何光泽

何光泽

深圳平湖实验室失效分析首席专家

深圳平湖实验室失效分析首席专家何光泽做了“面向SiC/GaN功率器件失效分析的测试技术与典型应用”的主题报告,结合第三代半导体功率器件产业链与分析检测应用之关联,第三代半导体功率器件分析流程,具体介绍了无损分析,电性失效分析 – 缺陷定位,物性失效分析–结构与缺陷观察等内容。报告显示,配备短波长的EMMI、高压(3KV)的OBIRCH与thermal emission是第三代半导体功率器件失效分析缺陷定位不可或缺的仪器,增加了亮点侦测的效率。SEM, FIB与TEM是结构观察的三个基本工具,对于工艺研发占有举足轻重的地位,若是需要判断原子级别,则球差TEM是必备的设备。若是得观察SiC的PN结,传统的SEM以外,FIB与SCM也是另外的选项。SIMS在纵深掺杂浓度的检测是唯一的选择,与结构观察同等重要。表面分析、污染分析、化学态鉴定、晶向与晶粒观察,位错观察、应力分析等等,不同的分析场景就需应用不同的材料分析工具,分析者需确认材料的元素、分子、结构、样品状态,观察范围来选择适合的工具,并充分与各领域专家讨论后,才能提供最适合的方案。 

【报告人简介】

雷志锋 研究员工业和信息化部电子第五研究所工业和信息化部电子第五研究所研究员,电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室 可靠性试验研究室主任,辐射效应团队技术总师,长期从事电子产品可靠性及辐射环境效应基础和工程技术应用研究工作。作为项目负责人先后承担 “核高基”国家重大专项、国家自然科学基金、预研、共性技术等国家及省部级课题20余项,参与百余项国产器件的评估和检测,参与多个国家重大工程中的可靠性工程技术工作。IEEE TNS、IEEE TED、物理学报等期刊审稿人,先后发表SCI/EI论文60余篇,申请国家发明专利20项,获省部级奖3项。

周 峰 副研究员南京大学南京大学电子科学与工程学院副研究员、博士,从事第三代宽禁带半导体材料、器件与电路应用研究,主持国家科技重大专项课题、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划项目课题等,第一/通信(含共同)作者发表论文30余篇,包括Nature Communications, Appl. Phys. Lett., IEEE Electron Dev. Lett., IEEE Trans Power Electron., IEEE Trans. Electron Dev., IEEE IEDM/ISPSD等领域内权威期刊或会议,担任多个期刊审稿人,申请发明专利30余项,包括中国/美国/日本专利。

李 胜 博士后 东南大学东南大学至善博士后,香港科技大学访问学者。博士毕业于东南大学微电子学与固体电子学专业,获江苏省优秀博士学位论文、中国电子学会优秀博士学位论文、东南大学优秀博士学位论文。长期从事氮化镓功率半导体器件、可靠性及模型的研究工作,发表IEEE TIE、IEEE TPEL、IEEE TED、IEEE IEDM等权威期刊及国际会议论文30余篇;获美国专利1项、中国发明专利15项,日内瓦国际发明展银奖1项,出版专著1部;主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目5项,作为技术骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、江苏省杰青等项目多项。获江苏省“卓越博士后”、江苏省产业技术研究院“集萃博士后”支持。

贺致远 教授广东工业大学工学博士、教授、硕士生导师,担任IEC TC47/SC47E/WG3(功率器件)国内技术对口工作组专家,第三代半导体联盟GaN功率器件标准化工作组专家。主要从事硅基及宽禁带半导体功率器件的结构仿真设计、制备工艺开发、封装及可靠性评估、检测设备开发等研究;主持了国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金青年基金、国防基础科研计划、广东省自然科学基金等7项国家级、省部级项目。目前已发表SCI论文30余篇,授权发明专利10余项,编制标准2项。

曾 正 教授重庆大学教授/博导,国家级高层次青年人才,长期从事碳化硅功率器件的封装测试研究。2014年博士毕业于浙江大学,2018-2019年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究,主持国家级项目6项、其他项目14项,出版学术专著2部,担任6个学术组织的理事/委员,牵头/参与制定国家标准1项、团体标准3项,入选第三代半导体产业技术创新战略联盟“卓越创新青年”、爱思唯尔中国高被引学者、斯坦福全球前2%顶尖科学家、重庆市青年拔尖人才等荣誉称号,获得教育部自然科学一等奖等科技奖励。

孙博韬 研发总监清纯半导体(宁波)有限公司博士,清纯半导体研发总监,高级工程师,曾入选2020年北京市科技新星计划。在Si基、SiC基功率器件开发,微电子工艺及可靠性研究在功率器件研发方面具有15年以上经验,曾主持装发项目多项,参与重点研发计划、01、02重大专项等项目近40项,申请专利超过40件,其中第一发明人授权专利16项,SCI论文多篇,多项成果列入北京市高新技术成果转化项目。

毛赛君 总经理忱芯科技(上海)有限公司博士,忱芯科技(上海)有限公司创始人,入选上海市浦江人才计划,IEEE高级会员,获教育部国家留学基金委颁发的“国家优秀留学生奖学金”,曾担任复旦大学研究员,博士研究生导师,曾在GE全球研究中心工作10余年,获“GE个人技术卓越成就奖”等10余项GE重大奖项,研究领域主要集中在碳化硅功率半导体器件精准测试与特性表征与高频电力电子系统集成与产业化,发表国际、国内论文60余篇,获得60余项国际、国内发明专利与申请。

何光泽 失效分析首席专家深圳平湖实验室何光泽于1997获得台湾中央大学电机系学士与电机所固态组硕士学位,工作初期在茂硅与联电负责良率提升与失效分析的事务,在样品化学处理、缺陷定位与电镜观察上有丰富的经验。2015进入第三方分析检测实验室闳康科技,并于后期担任失效分析处长一职,总管两岸失效分析与静电测试之业务,在闳康科技期间,发表了5篇国际论文,同时也担任台湾静电学会议程委员与台湾电路板协会半导体构装委员会委员。何光泽于2024年加入深圳平湖实验室担任失效分析首席专家,负责分析检测中心的管理运作。

(根据现场资料整理,仅供参考)  

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