人工晶体学报

作者：刘晋花, 余建刚, 李子唯, 李旺旺, 杨晓利, 雷程, 梁庭

单位：1.太原师范学院物理系，晋中 030600；2.中北大学宽禁带半导体超越照明材料与技术全国重点实验室，太原 030051；3.中北大学半导体与物理学院，太原 030051；4.重庆邮电大学数学与统计学院，重庆 400056

关键词：氧化镓,氧化镍,肖特基势垒二极管,比导通电阻,击穿电压,功率品质因数,仿真研究,

基金：山西省重点研发计划(202302030201001);国家自然科学基金(62301509);中国博士后科学基金(2024MD754039);山西省基础研究计划青年项目(202203021212191);国家自然科学基金专项项目(62441110);仪器科学与动态测试教育部重点实验室开放基金(JYBSYSKFJJ319008)

氧化镓（β-Ga2O3）因宽禁带、高临界击穿电场及低成本衬底优势在功率器件领域有广阔应用前景。由于P型掺杂技术瓶颈制约了β-Ga2O3同质结肖特基势垒二极管（SBD）的发展，本文提出以P-NiO代替P型β-Ga2O3的P-NiO/β-Ga2O3异质结SBD结构。通过Sentaurus TCAD软件，重点研究了P-NiO掺杂浓度、P-NiO厚度（W）及阳极长度（La）对器件电学性能的影响。结果表明：P-NiO掺杂浓度的增加导致耗尽区扩展到β-Ga2O3材料一侧，致使电场分布均匀性提升，在P-NiO掺杂浓度为3×1018 cm-3时性能最优，此时比导通电阻（Ron，sp）为1.411 mΩ·cm2，反向击穿电压为3 312.2 V，功率品质因数（PFOM）为7.77 GW/cm2；进一步优化La和W，缓解了边缘电场集中效应，最终器件Ron，sp降低至0.823 mΩ·cm2，反向击穿电压提升至3 638.3 V，PFOM达到16.08 GW/cm2。本文的结构为高性能β-Ga2O3 SBD的设计研制提供了理论依据。

来源：2026年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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