近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家示范性微電子學(xué)院龍世兵教授課題組兩篇關(guān)于氧化鎵器件的研究論文（高功率氧化鎵肖特基二極管和氧化鎵光電探測器）成功被IEDM大會接收，這也是中國科大首次以第一作者單位在IEEE IEDM上發(fā)表論文。

高功率氧化鎵肖特基二極管

如何開發(fā)出有效的邊緣終端結(jié)構(gòu)，緩解肖特基電極邊緣電場是目前氧化鎵肖特基二極管研究的熱點(diǎn)。由于氧化鎵P型摻雜目前尚未解決，PN結(jié)相關(guān)的邊緣終端結(jié)構(gòu)一直是難點(diǎn)。

該工作基于氧化鎵異質(zhì)PN結(jié)的前期研究基礎(chǔ)（Weibing Hao, et.al.，in proc. ISPSD, 105，2022），將異質(zhì)結(jié)終端擴(kuò)展結(jié)構(gòu)（Junction Termination Extension, JTE）成功應(yīng)用于氧化鎵肖特基二極管。該研究通過合理設(shè)計優(yōu)化JTE區(qū)域的電荷濃度，確保不影響二極管正向特性的同時最大化削弱肖特基邊緣電場，從而有效提高器件的耐壓能力。優(yōu)化后的器件實(shí)現(xiàn)了2.9 mΩ·cm2的低導(dǎo)通電阻和2.1kV的高擊穿電壓，其功率品質(zhì)因數(shù)高達(dá)1.52 GW/cm2。

圖1結(jié)終端擴(kuò)展氧化鎵肖特基二極管。（a）器件結(jié)構(gòu)示意圖。（b）具有不同JTE區(qū)域電荷濃度的器件擊穿特性比較（c）封裝器件反向恢復(fù)特性測試電路。（d）與已報道的氧化鎵肖特基二極管的性能比較（Source：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）

此外，利用該優(yōu)化工藝成功制備并封裝了大面積的氧化鎵肖特基二極管，器件正向偏壓2V下電流密度達(dá)到180A/cm2，反向擊穿電壓高達(dá)1.3kV。研究成果以“High-Performance Vertical β-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes Featuring P-NiO JTE with Adjustable Conductivity”為題發(fā)表在IEDM 2022上，且獲選為Top Ranked Student Paper。