准垂直GaN-on-Sapphire肖特基势垒二极管漏电流机制的确定

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Determination of Leakage Current Mechanisms for Quasi-Vertical GaN-on-Sapphire Schottky Barrier Diodes

GaN准垂直肖特基二极管在蓝宝石衬底上制备，导通电阻低至2.63mΩ·cm2，导通截止电流比达10^9，通过温度依赖的电流-电压测试发现漏电流机制随温度变化：低温区（95-295K）以陷阱辅助隧穿（TAT）为主，高温区（295-400K）由变程跳跃（VRH）主导，表明材料缺陷是漏电流的关键因素。

　　

摘要：

GaN准垂直肖特基二极管（SBD）的高反向漏电流限制了其应用范围。深入理解其漏电流机制至关重要。在本研究中，我们制备了基于蓝宝石衬底的GaN准垂直SBD。这些SBD具有较低的导通电阻（2.63 mΩ·cm2）和较高的导通-截止电流比（约10^9），理想因子为1.07。随后，我们在95至400 K的宽温度范围内进行了温度依赖的电流-电压测量，以研究这些器件的反向漏电流机制。同时，还分析了电场拥挤效应（EFCE）。研究结果表明，在较低温度区域（95–295 K），反向漏电流主要由陷阱辅助隧穿（TAT）过程引起；而在较高温度区域（295–400 K），反向漏电流主要由变程跳跃（VRH）机制主导。因此，应加大努力减少外延材料中的缺陷，因为VRH和TAT都与缺陷密切相关。