人工晶体学报

作者：沈睿, 郁鑫鑫, 李忠辉, 陈端阳, 赛青林, 谯兵, 周立坤, 董鑫, 齐红基, 陈堂胜

单位：1.南京电子器件研究所,中国电科碳基电子重点实验室,南京 210016; ；2.固态微波器件与电路全国重点实验室,南京 210016; ；3.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800; ；4.杭州富加镓业科技有限公司,杭州 311421; ；5.吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子国家重点实验室,长春 130012

关键词：β-Ga2O3,肖特基二极管,硼离子注入,边缘终端,击穿电压,

基金：国家重点研发计划(2022YFB3605504)

β-Ga2O3具有禁带宽度大和击穿场强高等优异的物理特性,被认为是制作新一代大功率、高效率电力电子器件的理想半导体材料。然而,无终端的Ga2O3肖特基势垒二极管(SBD)容易在肖特基电极边缘产生高峰值电场,导致器件过早击穿,影响其耐压特性。因此,本文提出通过对器件肖特基金属边缘进行硼(B)离子选区注入来构建埋层高阻终端,从而调控电极边缘的电场分布,以达到提升击穿电压的效果。B离子注入的能量和剂量分别为60 keV和7×1014 cm-2,通过仿真估算注入深度约为200 nm。采用B离子注入终端后,Ga2O3 SBD器件的导通特性未发生明显变化,比导通电阻仍为2.5 mΩ·cm2左右,而击穿电压则从429 V大幅度提升至1 402 V,增幅达226%,对应的功率优值从74 MW/cm2提升至767 MW/cm2。通过仿真研究了器件电场分布,发现采用B注入终端后,肖特金属电极边缘的电场峰值得到显著抑制,且随着注入深度的增大而逐步下降。本工作为高性能Ga2O3功率器件终端结构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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