Barrier Tunable Gallium oxide Schottky diode

Abstract

氧化镓作为新一代宽禁带材料，其器件具有优越的性能。本文通过仿真，研究了n+高浓度外延薄层对氧化镓肖特基二极管的势垒调控。模拟结果显示，在外延5nm 、浓度为2.6×1018cm-3的n型氧化镓后，肖特基二极管纵向电流密度高达496.88A/cm2、反向击穿电压为182.30V、导通电阻为0.27mΩcm2，FOM值可达123.09 MW?cm-2. 进一步研究发现此肖特基二极管的性能与n+外延层厚度和浓度有关，其电流密度随n+外延层的厚度和浓度的增加而增加。分析表明，n+外延层对势垒的调控在于镜像力、串联电阻及隧穿效应综合影响，其中镜像力和串联电阻对势垒的降低作用较小，而高电场下隧穿效应变得十分显著，使得热发射电流增加的同时，隧穿电流得到大幅度提升，从而进一步提升了氧化镓肖特基二极管的性能。