人工晶体学报

作者：文俊棚, 郝伟兵, 韩照, 徐光伟, 龙世兵

单位：中国科学技术大学微电子学院,合肥 230026

关键词：氧化镓,氧化镍异质结二极管,台面终端,退火,击穿电压,

超宽禁带半导体氧化镓具有高临界击穿场强、低导通损耗等优势,是制作新一代大功率、高效率功率器件的理想半导体材料。然而,目前氧化镓二极管的实际性能和理论极限相比仍有差距,迫切需要开发高效边缘终端来削弱峰值电场,提高器件的击穿电压。本文研究了氧化镍/氧化镓异质结二极管台面终端技术,对比了不同刻蚀深度(0、0.37、0.74和1.11 μm)下器件的性能。台面终端二极管的击穿电压先随刻蚀深度的提升而增大,而后由于刻蚀损伤的积累出现下降。在1.11 μm的刻蚀深度下,器件的击穿电压由无终端时的970 V提升到2 600 V,比导通电阻由6.43 mΩ·cm2略微增大至7.38 mΩ·cm2。通过仿真研究了器件电场的分布情况,发现台面终端将电场峰值从阳极边缘转移至刻蚀拐角处,且大幅抑制了峰值电场强度。刻蚀后的退火显著降低了器件的漏电流,在-2 000 V时的漏电流仅为4×10-7 A/cm2,击穿电压无明显提升(2 625 V),比导通电阻下降至6.96 mΩ·cm2,最终功率优值达到0.99 GW/cm2。本工作为高耐压低漏电氧化镓功率二极管的设计提供了新的研究思路。

来源：2025年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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