【器件论文】采用深能级瞬态光谱法对锡掺杂 Ga₂O₃/SiC 异质结肖特基二极管进行缺陷分析

        由韩国光云大学的研究团队在学术期刊 Journal of Applied Physics 发布了一篇名为Defect analysis of Sn-doped Ga₂O₃/SiC hetero-structured Schottky diodes using deep level transient spectroscopy（采用深能级瞬态光谱法对锡掺杂 Ga₂O₃/SiC 异质结肖特基二极管进行缺陷分析）的文章。

摘要

        采用雾化化学气相沉积法，在 n 型 4H-SiC 衬底上制备了不同 [Sn]/[Ga] 比值（0 %、3 %、5 % 和 10 %）的锡掺杂 β-Ga₂O₃ 薄膜。器件制备过程中，通过电子束蒸发在 Ga₂O₃ 外延层上沉积 Ni 肖特基接触，形成 Ga₂O₃/SiC 异质结肖特基势垒二极管。系统研究了沉积工艺对锡掺杂 Ga₂O₃ 薄膜化学状态、电学特性及深能级陷阱的影响。在 J–V 特性测试中，[Sn]/[Ga] 比值为 3 % 的 Ga₂O₃ 薄膜展现出最佳导电性能，其 R_on,sp 值与漏电流均最低。X 射线光电子能谱结果证实锡原子成功掺入薄膜，并可根据 [Sn]/[Ga] 比值推断出 SnO 与 SnO₂ 的形成。深能级瞬态光谱（DLTS）在未掺杂器件及 SiC 外延样品的 4H-SiC 中均识别出 Z_1/2 中心（碳空位 V_C）。在锡掺杂器件中观测到锡相关能级（Sn_Ga），且 Z_1/2 信号未在测量灵敏度范围内检出。此外，较高锡浓度下检测到 V_O 相关缺陷，可能导致漏电流增大与载流子寿命衰减。本研究为优化高性能锡掺杂 Ga₂O₃/SiC 异质结二极管制备提供了路径，可实现缺陷密度最小化与电学性能增强。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0287493