成电讲堂

　　12月23日，人力资源部教师发展中心举办第十期前沿交叉学术论坛，IEEE Fellow、香港科技大学电子与计算机工程系陈敬教授作为主讲嘉宾，以“P-GaN栅极HEMT平台上功率集成的最新进展”为题，通过腾讯会议为师生们带来精彩的学术报告。论坛由人力资源部教师发展中心主任罗小蓉主持，电子科学与工程学院（示范性微电子学院）教授张波以及相关专业师生参加学术报告会。

　　陈敬教授就目前第三代半导体材料GaN（氮化镓）在高频功率集成系统的应用与发展进行深入地讲解。GaN作为新一代半导体材料与硅相比具有禁带宽度大，电子迁移率高等优势，并且在功率器件领域GaN HEMT(High Electron Mobility transition)能够实现更高的工作频率，高频率功率转换系统意味着能够减小系统中电感和电容等储能器件的芯片面积，进而提高功率转换系统的功率密度，充分满足消费电子及工业电子对高效、轻量化电能系统的需求。但是目前GaN功率系统的单片集成仍然是瓶颈，主流的GaN功率器件需要与硅基驱动芯片配合使用，这种多芯片的技术方案存在较大的互联寄生效应，制约着功率系统工作频率进一步提高，限制了功率系统进一步实现高效率和小型轻量化。因此如何实现单片集成的GaN功率系统是目前GaN功率半导体技术所面临的挑战之一。

　　陈敬教授从GaN系统集成以及相关可靠性等方面讨论了目前最新研究进展。他首次提出基于主流P-GaN栅AlGaN/GaN异质结实现GaN N-HEMT与P-MOSFET集成的平台，并应用该平台实现了GaN单片集成CMOS互补型逻辑电路。基于该平台实现了15级环形振荡器，并且在400℃的高温下展现极佳的稳定性，打破了GaN逻辑电路最高工作温度的记录。在此平台下实现的集成系统可以与目前商用工艺平台兼容，这将极大地降低GaN功率IC的成本，为GaN集成系统从实验室走向产业化开拓了道路。该突破性研究成果报道于2021年Nature Electronics。此外，针对GaN单片集成功率IC浮动衬底所带来的可靠性隐患，陈敬教授提出了新型衬底结构，首次在GaN器件上利用衬底硅形成衬底PN结隔离。相比于其他衬底隔离方案，该结构简化了芯片制造工艺并且具有更好的散热能力，同时还改善了背栅效应对器件工作稳定性的影响。该创新性研究成果在微电子领域顶尖会议IEDM2021上报道。在交流环节，陈教授与参会师生就“未来GaN发展的潜力及趋势”等进行了深入地交流与探讨，参会师生受益匪浅。

　　本次论坛由人力资源部教师发展中心主办，电子科学与工程学院（示范性微电子学院）承办。

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　　陈敬，IEEE Fellow，香港科技大学大学教授。1988年毕业于北京大学，获学士学位；1993年毕业于美国马里兰大学帕克分校，获博士学位。他的从业经验包括在日本 NTT LSI 实验室和美国安捷伦科技公司从事 III-V 族高速器件的研发工作。陈教授于2000年加入香港科技大学（HKUST），现任香港科技大学纳米制造中心主任，电子与计算机工程系讲席教授，在国际期刊和会议论文上发表了500多篇论文，获得超过20项GaN电子器件技术美国专利。目前，他的团队专注于开发用于电力电子、射频/微波和高温电子应用的GaN器件与集成技术。陈敬教授目前担任IEEE-Transactions on Electron Devices 副主编，曾担任IEEE-Transactions on Microwave Theory and Techniques 和 Japanese Journal of Applied Physics 副主编，多次担任国际顶级会议IEDM和ISPSD技术委员会委员。

　　为进一步推动我校学科交叉与融合，促进科研合作与创新，营造开放合作的学术交流氛围，人力资源部教师发展中心开设“前沿交叉学术论坛”，定期邀请校内外专家学者围绕交叉学科领域国际学术前沿、热点研究方向及相关科研合作等方面内容开展系列学术讲座，并与全校师生开展学术研讨和交流。