专家风采：突破碳化硅原子级缺陷调控技术 助力第三代半导体国产化

[编者按】

本文转载自人民号半岛晨报，作者王瑞，文中报道的香港大学凌志聪教授系我联盟去年主办的"第五届亚太碳化硅及相关材料国际会议(APCSCRM 2024.中国深圳)"特邀报告嘉宾。凌教授在会议上就“SiC器件的缺陷工程”作专题报告，相关成果在本次会议上引发广泛学术讨论。

作为第三代半导体核心材料，碳化硅凭借其耐高温、耐高压的优异物理特性，正在重塑电力电子技术格局。与传统硅基器件相比，碳化硅器件能够在更高温的环境下稳定运行，且具有更高的能源转换效率和更小的体积，特别适用于新能源电动车、高速列车、光伏和电网等领域。面对国际半导体技术竞争新态势，突破材料制备核心技术、实现全链条国产化，已成为保障新能源产业安全发展的战略任务，因此开发国家自主的碳化硅技术尤其重要。

第五届亚太碳化硅及相关材料国际会议

(APCSCRM 2024.中国深圳)

香港大学物理系凌志聪教授作为本土培育的科研工作者，本硕博阶段均扎根港大深耕学术，完成学业后即获得母校聘任，成立自己的研究实验室，开始半导体材料缺陷的研究工作。研究团队聚焦半导体材料微观世界的关键挑战——原子级缺陷调控技术。如同芯片的"隐形伤疤"，纳米级原子缺陷直接决定半导体器件的性能天花板。该团队开创性地建立起"缺陷诊断-精准调控-性能优化"的全链条研发体系，突破传统工艺对缺陷随机分布的不可控难题，为新一代芯片制造提供关键理论支撑。

凌教授于香港回归前已开始与祖国的科研机构合作，现在合作方包括华南师范大学、松山湖材料实验室及中国科学院物理研究所等顶尖机构，研究领域包括光电子、光伏、高功率及微电子材料及器件。在碳化硅研究中，凌教授研究团队通过创新性缺陷调控工程提高碳化硅器件性能和开发相关材料。该团队透过在氧化物中引入施主、受主缺陷，形成缺陷复合体充当电偶极子，成功将氧化物介电常数最大提高了20倍。采用高介电常数氧化物取代传统的二氧化硅作为碳化硅 MOSFET器件的栅极可以减小器件尺寸并增强器件的可靠性。研究团队也发现，碳化硅二极体的漏电流与一种原子缺陷－碳空位有关。与碳化硅产业飞锃半导体合作，开发出新的制程工艺，抑制碳空位，漏电流降低30倍。飞锃半导体现在采用这种制造流程来生产碳化硅器件。

来源：人民号半岛晨报

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