【器件论文】具有亚微米级 fin 宽度的 2.34 kV β-Ga₂O₃ 垂直沟槽 RESURF SBD 

        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 APL Electronic Devices 发布了一篇名为 2.34 kV β-Ga₂O₃ vertical trench RESURF Schottky barrier diode with sub-micron fin width（具有亚微米级 fin 宽度的 2.34 kV β-Ga₂O₃ 垂直沟槽 RESURF SBD）的文章。

摘要

        本研究提出了一种千伏级 β-Ga₂O₃ 垂直沟槽肖特基势垒二极管，其场板采用亚微米级窄鳍宽度（W_fin）结构。我们采用由多层 TiO₂ 和 Al₂O₃ 薄膜堆叠构成的纳米层压介质作为RESURF介质层及场板边缘封止层。两种鳍宽（200 nm 与 500 nm）器件均展现出优异的导通性能，其导通电阻（R_on,sp）为 9.4–12.37 mΩ-cm²，整流比达 10¹⁰。通过自对准光刻胶平坦化与蚀刻工艺暴露鳍片顶部形成肖特基接触，消除了亚微米级加工中的关键光刻对准难题。器件在灾难性击穿前实现 2.34 kV 击穿电压，且漏电流极低。经金属-氧化物-半导体测试结构验证，测得的击穿电压受介电击穿限制。TCAD 仿真显示，由于 RESURF 效应，金属-半导体结面电场减弱，导致击穿前反向漏电流极低。通过高压 CV 测量提取的漂移层掺杂分布，测得 β-Ga₂O₃ 中平行平面电场强度为 3.4 MV/cm。计算得出功率优值为 0.85 GW/cm²（电流扩散条件下为 0.58 GW/cm²）。通过将高介电常数介质与自对准光刻胶平坦化技术相结合增强 RESURF 效应，为实现高优值、低漏电流的高性能垂直器件开辟了前景广阔的途径。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0299732