【专家访谈】深耕氧化镓领域的优秀女性罗小蓉教授：产教融合，科教融合，校企合力培养拔尖创新人才并推动氧化镓产业发展

        2023年，亚洲氧化镓联盟（以下简称“AGOA”）拓展了新的频道——专家访谈。由联盟内部的理事单位、会员单位和专家委员会供稿，阐述各自对氧化镓领域的不同见解。带领我们认识氧化镓、了解氧化镓、深入氧化镓。

        本次我们有幸采访联盟技术专家委员会专家——电子科技大学、成都信息工程大学的罗小蓉教授，分享她对于氧化镓这一材料的独到见解。

嘉宾介绍

        罗小蓉教授，博导，国家级人才计划入选者，长期从事功率半导体器件与集成技术研究，获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖、教育部自然科学二等奖、四川省技术发明二等奖以及国防技术发明二等奖。主持军科委重点项目（技术首席）、国家人才青年科学基金、国家自然科学区域联合创新基金重点项目等30余项；发表SCI论文140余篇，以第一或通讯作者在国际权威期刊IEEE TPE、IEEE EDL、IEEE TED等发表论文40余篇，以第一发明人获授权美国专利6项、中国发明专利90余项；出版专著和教材共4部；担任功率半导体领域国际顶级学术会议ISPSD的TPC委员，以及IEEE EDS Power Devices and ICs Technical Committee委员。

AGOA：请对所在团队、研究方向、研究进展及成果进行介绍

        罗小蓉教授带领“新型功率半导体器件与及集成电路”课题组，课题组包含29名成员，其中2名博导、3名博士后、8名博士研究生以及16名硕士研究生，团队具备强大的学术能力、高度的凝聚力以及和谐温馨的科研工作氛围。课题组立志为我国功率半导体事业添砖加瓦，贡献智慧和力量。

研究方向：新型功率半导体器件与集成电路

研究进展及成果：

①   氧化镓功率器件：针对氧化镓功率器件的击穿电压远低于理论极限且难以实现增强型器件的技术难点，项目团队提出系列器件新结构，一是提高整流器件的耐压并降低开启电压，二是提升场效应晶体管的阈值电压并降低反向导通压降。研制出具有空气桥场板和热氧化终端复合结构的氧化镓肖特基势垒二极管、具有NiO/氧化镓异质结势垒肖特基二极管；提出鳍型氧化镓功率器件的设计理念，据此发明低功耗氧化镓无结二极管，以及兼具低反向导通电压和高阈值电压的逆导型FinFET，增强其在高功率和低损耗功率转换系统中的应用潜力。

②   氧化镓 MOSFET 可靠性：氧化镓功率器件有望在大功率和高温等场景下工作，因此，研究其在电场和热场下等多物理场下缺陷响应机制，并提出可靠性加固技术对于推动其工程应用至关重要。团队系统性的分析了氧化镓 MOSFET在电-热应力下的不稳定性，揭示了电场、热场下的器件性能退化机制和物理模型，提出的电离陷阱模型解释了正/负偏压应力下的非统一机制；研究发现的异质结栅FET在不同应力电压和应力时间下的退化机制为氧化镓异质结器件开发可靠性加固技术提供理论指导。

        罗小蓉教授课题组自2021年以来，在氧化镓功率器件与集成技术方面，牵头和参与了2项国家某科技计划重点项目，其中1项电子科技大学作为牵头单位，罗小蓉作为技术首席，在各参与单位的努力下，项目取得系列重要进展。

AGOA：团队研究目前遇到的难点

        氧化镓具有超宽禁带和高临界电场强度，在相同击穿电压下可实现更小的尺寸和更低的损耗，因此适用于高功率和低损耗应用。近期攻破的难点：

①   针对氧化镓器件的耐压远低于理论值，而缺乏P型氧化镓导致难以采用常规结终端技术改善耐压的问题，提出一种具有超快反向恢复且提升耐压的氧化镓肖特基势垒二极管（SBD），研制的器件耐压提高176%、实现超低反向恢复时间7.5 ns和电荷1.0 nC，且具有良好的整流特性和温度稳定性。

②   针对当前对大尺寸大功率氧化镓器件及其热稳定性的研究较少的现状，课题组提出大功率氧化镓器件的高耐压设计技术，研制出氧化镓结势垒肖特基二极管以及具有表面电荷调控能力的SBD，在实现高耐压、大电流的同时兼具低反向泄漏电流，长时间应力测试结果展示出其优良的热稳定性，说明了氧化镓功率二极管在高温条件下工作的巨大潜力。

③   传统鳍型纵向二极管/晶体管在提高耐压的同时会导致开启电压/阈值电压和导通损耗增加，为此，本课题组提出低功耗鳍型氧化镓功率器件的新设计理念，通过耗尽作用夹断沟道实现常关型，采用无结欧姆接触取代肖特基接触，以实现无结二极管极低开启电压，据此提出增强型低功耗逆导型FinFET，其兼具低反向导通电压和高阈值电压。

AGOA：看好氧化镓哪方面的发展潜质

        氧化镓半导体器件理论上具有更高耐压、更大功率、更低功率损耗、更小体积以及更强抗辐射能力，有利于提升功率密度及应用系统的转换效率契合高压低功耗的市场需求，满足新一代电力电子系统高效率、集成化和小型化发展需要。

        肖特基势垒二极管由于其高速特性，且无需做P型掺杂，氧化镓肖特基势垒二极管作为先进核心元器件应用于智能电网、汽车电子和光伏逆变等新一代电力电子系统。

AGOA：校内培养人才的方向，如何更好的培养优质人才？

        面向国家发展（超）宽禁带半导体及集成电路产业的重大战略需求，目前国内氧化镓产业仍处于发展初期，缺少具备核心竞争力的高水平技术人才。高校培养的人才需适应产业发展需求和企业发展需要。因此，培养拔尖创新人才，需要产教融合，科教融合，就是要产学研一体化培养。一方面以科学项目为依托，在科学研究中培养学生的创新思维；另一方面需以产业发展需求为导向，产学研深度融合，在工程应用中培养学生解决实际问题的技能，以及组织协调能力和社会责任感，提前掌握产业发展的专业技能，满足企业和社会发展需求，以人才高质量发展带动产业高质量发展。

AGOA：如何看待校企合作及产学研结合方式在氧化镓产业化发展中的作用