【器件论文】Cr₂O₃/β-Ga₂O₃ 和 NiOₓ/β-Ga₂O₃ 异质结二极管的电学稳定性

        由美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的研究团队在学术期刊 Physical Review Materials 发布了一篇名为 Electrical stability of Cr₂O₃/β-Ga₂O₃ and NiOₓ/β-Ga₂O₃ heterojunction diodes（Cr₂O₃/β-Ga₂O₃ 和 NiOₓ/β-Ga₂O₃ 异质结二极管的电学稳定性）的文章。

摘要

        本研究报告了基于卤化物气相外延（HVPE）生长的 β-Ga₂O₃ 外延层的 Cr₂O₃ 和 NiOₓ 基异质结二极管（HJD）的电学特性对比研究。所制备的 Cr₂O₃ 和 NiOₓ HJD 在 5 V 电压下均表现出 130-150 A/cm² 的正向电流密度，整流比 >10¹⁰，在 -5 V 电压下反向漏电流密度为 10^-8 A/cm²。Cr₂O₃ 和 NiOₓ HJD 的微分比导通电阻分别为 12.01 mΩ·cm² 和 12.05 mΩ·cm²。Cr₂O₃ HJD 的击穿电压范围为 1.4-1.9 kV，NiOₓ HJD 的击穿电压范围为 1.5-2.3 kV。基于第一性原理计算了 Cr₂O₃ 和 β-Ga₂O₃ 之间的理论能带排列。环境暴露的 NiOₓ/HVPE β-Ga₂O₃ HJD 的正向电流密度在 10 天后有所下降，而 Cr₂O₃/HVPE β-Ga₂O₃ HJD 的正向电流密度在相同时间后几乎保持不变。后来证实，环境暴露的溅射 NiOₓ 薄层电阻（Rₛₕ）退化导致 NiOₓ 基 HJD 的正向电流密度降低，通过测量暴露于不同环境后的蓝宝石上 NiOₓ 参考晶片的 Rₛₕ，定性确定水（H₂O）是导致正向导电退化的因素。与 NiOₓ/β-Ga₂O₃ 异质结构相比，Cr₂O₃/HVPE β-Ga₂O₃ HJD 在高温下也表现出更高的热稳定性。

原文链接：

https://doi.org/10.1103/wscr-3vxz