GaN基肖特基势垒二极管结构优化研究进展

作为宽禁带半导体器件,GaN基肖特基势垒二极管(SBD)有耐高压、耐高温、导通电阻小等优良特性,这使得它在电力电子等领域有广泛应用。本文首先综述了SBD发展要解决的问题;然后,介绍了GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展;接下来,总结了AlGaN/GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展,并着重从AlGaN/GaN SBD的外延片结构、肖特基电极结构以及边缘终端结构等角度,阐述了这些结构的优化对AlGaN/GaN SBD性能的影响;最后,对器件进一步的发展方向进行了展望。

AlGaN/GaN异质结肖特基二极管研究进展

氮化镓GaN(gallium nitride)作为第三代半导体材料的代表之一,具有临界击穿电场强、耐高温和饱和电子漂移速度高等优点,在电力电子领域有广泛的应用前景。GaN基器件具有击穿电压高、开关频率高、工作结温高、导通电阻低等优点,可以应用在新型高效、大功率的电力电子系统。总结了AlGaN/GaN异质结肖特基二极管SBD(Schottky barrier diode)目前面临的问题以及目前AlGaN/GaN异质结SBD结构、工作原理及结构优化的研究进展。重点从AlGaN/GaN异质结SBD的肖特基新结构和边缘终端结构等角度,介绍了各种优化SBD性能的方法。最后,对器件的未来发展进行了展望。

超宽禁带半导体α-Ga_(2)O_(3)肖特基二极管仿真研究

氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为一种新型的超宽禁带半导体材料,与目前常用的半导体材料SiC和GaN相比,具有更大的禁带宽度、更高的击穿场强等优良特性。设计了一种基于α-Ga_(2)O_(3)的垂直型肖特基二极管(SBD),采用场板终端结构降低阳极边缘电场强度,研究了不同绝缘材料下阳极附近的电场分布,并探讨了场板结构与长度对其击穿特性的影响。仿真结果表明,在选取HfO作为α-Ga_(2)O_(3)垂直型SBD场板结构的绝缘材料时,场板结构可以增大该器件的反向击穿电压,最大反向击穿电压可达约1100 V,对于现实中制备α-Ga_(2)O_(3)SBD具有非常重要的参考意义。

肖特基二极管的新发展

介绍肖特基二极管的结构特点和最新发展动向及应用。

SiC肖特基二极管的产业、技术现状与发展前景

新一代宽禁带半导体材料由于具有优异的潜在材料性能，在功率器件中得到了广泛应用，十几年来一直是电力电子领域的研发热点。其中碳化硅（S i C）功率器件的技术成熟度最高，几年前率先进入实用商品化阶段后，保持了较高的增长势头，吸引了产业界很多关注。相关新能源技术和产业（包括太阳能、风电、混合及纯电动汽车等）的发展更加速了SiC功率器件产业的成长。市场预测，该行业在今后的几年中将保持高达38%的年增长率[1]。

Pd/PdO_(x)/IGZO肖特基二极管及其全波整流电路的研究

铟镓锌氧化物(IGZO)是一种极具应用发展前景且已在显示领域有一定市场规模的氧化物半导体材料。目前其研究主要集中在薄膜晶体管上,而关于由其制备的薄膜二极管及其相关电路的研究较少。本工作通过沉积氧化钯(PdO_(x))作为肖特基电极接触形成界面富氧状态,实现了低氧空位界面缺陷态密度的高质量肖特基接触,制备了高性能IGZO肖特基势垒二极管(SBD),实现了接近理想值的理想因子1.09、高达3.3×10^(6)的电流开关比以及0.80 eV的肖特基势垒高度。基于该SBD进而制备了桥式整流电路,实现了正弦波的全波整流,且在500 Hz低频下输出电压幅值损耗小于1 V。

SBD势垒高度的影响因素

针对硅材料的肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode,简称SBD)的击穿电压普遍很低,严重影响其实际应用的问题,采用实验与理论分析相结合的方式,着重于表面态、界面层对势垒高度的影响进行研究.提取了三个重要参数:表面态密度D_i、界面层电容密度C_i和表面态中性能级Φ_0.结果表明,势垒高度的高低强烈依赖于这三个特性参数的大小.

SBD势垒高度的影响因素分析

目前,硅材料的肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode SBD)的击穿电压普遍很低,严重影响其实际应用。为了解决这个关键性的问题,本文采用实验与理论分析相结合的方式,着重于表面态、界面层对势垒高度的影响进行研究。提取出三个重要参数,表面态密度Di、界面层电容密度Ci和表面态中性能级Φ0。结果表明:势垒高度的高低强烈依赖于这三个特性参数的大小。