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【国内论文】复旦大学研究团队通过场板和 N 离子注入边缘终端实现高耐压、低反向电流氧化镓肖特基势垒二极管
日期：2024-08-23阅读：180
近日，复旦大学的研究团队在学术期刊Nanomaterials 发布了一篇名为A 1.6 kV Ga2O3 Schottky Barrier Diode with a Low Reverse Current of 1.2 × 10−5 A/cm2 Enabled by Field Plates and N Ion-Implantation Edge Termination（通过场板和 N 离子注入边缘终端实现 1.6 kV Ga2O3 肖特基势垒二极管，反向电流低至 1.2 × 10−5 A/cm2）的文章。
摘要
在这项工作中，通过采用场板（FP）和N离子注入边缘终止（NIET）结构，大大改善了β-Ga2O3肖特基二极管（SBD）的电性能。我们制作了10个垂直SBD样品，以研究场板（FP）和离子注入相对位置对器件性能的影响。结果显示，具有15 μm场板（FPs）且离子注入在肖特基电极边缘的器件表现出1616 V的击穿电压（Vbr）、5.11 mΩ·cm²的比导通电阻（Ron,sp）、0.511 GW/cm2的功率优值（PFOM）以及1.2 × 10−5 A/cm2@ -1000 V的反向电流密度。与对照器件相比，尽管Ron,sp增加了1 mΩ·cm2，但器件的Vbr增加了183%，PFOM增加了546.8%。此外，具有FP和NIET结构的器件的反向漏电流减少了三个数量级。TCAD模拟显示，界面处的峰值电场从-500 V时的7 MV/cm下降到-1000 V时的4.18 MV/cm。这些结果展示了具有FP和NIET结构的β-Ga2O3 SBD在电力电子应用中的巨大潜力。
图 1. (a) 样品 1、(b) 样品 2、(c) 样品 3、(d) 样品 4、(e) 样品 5、(f) 样品 6、(g) 样品 7、(h) 样品 8、(i) 样品 9 和 (j) 样品 10 的横截面示意图。
图 2. 制造具有 FP 和 NIET 结构的 β-Ga2O3 SBD 的工艺流程。
DOI：doi.org/10.3390/nano14110978
