【器件论文】Ga₂O₃/4H-SiC 肖特基整流器中的氧空位调控技术

        由韩国光云大学的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为Oxygen vacancy control engineering in Ga₂O₃/4H-SiC Schottky rectifiers（Ga₂O₃/4H-SiC 肖特基整流器中的氧空位调控技术）的文章。

摘要

        本研究通过沉积后氧气退火处理，探索在 Ga₂O₃/4H-SiC 异质结肖特基势垒二极管（HJ-SBD）中实现氧空位（V_O）工程化，以提升击穿性能。在n型4H-SiC衬底上气溶胶沉积的 Ga₂O₃ 薄膜（约900 nm）于 800、900 和 1000 ℃ 的 O₂ 环境中进行退火处理。结果表明，随着退火温度升至 900 ℃，氧缺失率从 48.5 % 显著降至 23.4 %，深能阱密度也从 7.3 × 10¹³ 降至 8.1 × 10¹² cm⁻³，减少了九倍。沉积后器件呈现肖特基发射与普尔-弗伦克尔发射的双导电机制，因高 V_O 浓度导致击穿电压受限于 960 V。经 O₂ 退火的器件在高电场下，其反向漏电流被发现由可变范围跃迁导电机制主导。在 900 ℃ 的优化退火条件下，击穿电压显著提升至 ≥ 3000 V。这种增强的击穿性能源于 V_O 相关陷阱的显著减少——这些陷阱在刚沉积的 Ga₂O₃ 薄膜中主导着漏电流机制。本研究通过 V_O 缺陷调控的 Ga₂O₃/4H-SiC 热电结肖特基二极管展现出卓越的击穿性能与热稳定性，充分验证了缺陷工程技术在高压电力应用领域的巨大潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0293743