【器件论文】利用脉冲电流方法研究 Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管的反向低偏压传导机制

        由韩国航空大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Investigating Reverse Low-Bias Conduction Mechanisms in Ga₂O₃ Schottky Barrier Diodes Using Pulsed Current Methods（利用脉冲电流方法研究 Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管的反向低偏压传导机制）的文章。

摘要

        该研究对应用于 Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管 (SBD) 的直流 (DC) 和脉冲电流 (PC) 测量方法进行了比较分析，尤其是在反向偏置条件下。对于 Ga₂O₃ SBD 观察到两种方法之间存在显着差异，而商用 Si SBD 在相当的条件下没有表现出明显的差异。这些差异归因于  Ga₂O₃ 的宽禁带特性，与 Si 相比，这导致了更深的陷阱能级和更明显的电荷俘获和释放行为。Ga₂O₃ SBD 的 PC 测量揭示了两个不同的导电区域：肖特基发射在低反向偏置下占主导地位，而 Fowler–Nordheim (FN) 隧穿在高反向偏置下成为主要的导电机理。通过改变脉冲宽度时间 (T_w)，进一步研究了时间相关的陷阱效应。结果表明，随着 T_w 的增加，反向电流减小并最终饱和。这种行为突出了俘获电荷的影响，这些电荷会阻碍后续电子的流动并降低整体电流密度。通过肖特基发射确定的有效肖特基势垒高度对俘获电荷高度敏感，而通过 FN 隧穿获得的势垒高度则基本不受影响。这项工作强调了利用包括 PC 在内的动态测量技术来准确表征像 Ga₂O₃ 这类的宽禁带半导体的本征特性的重要性。此外，深入了解肖特基发射和 FN 隧穿之间的相互作用为优化 Ga₂O₃ 基器件在高功率和高频应用中的性能和可靠性提供了有价值的指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c00134