基于轻掺杂单晶基底的1.5 kV NiO/Ga2O3垂直异质结二极管，采用原位欧姆接触形成技术

《physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters》：1.5?kV NiO/Ga2O3 Vertical Heterojunction Diodes Based on Lightly Doped Single-Crystal Substrate with In?Situ Ohmic Contact Formation

β-Ga?O?功率二极管采用轻掺杂单晶衬底作为漂移层，实现1510V击穿电压，通过重掺杂硅薄膜降低导通电阻至67mΩ·cm2，数值模拟表明电中性区是主要电阻源，减薄衬底可进一步优化性能。

　　

摘要

具有超低缺陷密度、微米级厚度和适当界面势垒高度的轻掺杂漂移层对于提升基于β-Ga₂O₃的功率二极管的性能至关重要。与通过各种薄膜技术生长高质量漂移层来显著改进β-Ga₂O₃功率二极管的方法相比，直接从单晶衬底构建漂移层可能是一种更具成本效益的替代方案，因为大规模、高质量的β-Ga₂O₃衬底在市场上容易获得。本文报道了使用轻掺杂的β-Ga₂O₃单晶衬底作为漂移层的垂直NiO/β-Ga₂O₃异质结二极管，其击穿电压达到了1.51 kV，创下了基于衬底的器件中的新高纪录。为了改善正向特性，在阴极上生长了高掺杂Si的β-Ga₂O₃薄膜作为欧姆接触层，这将导通电阻（R_on,sp）降低了两个数量级，从21.2 Ω·cm²降至67 mΩ·cm²。数值模拟表明，超过95%的导通电阻（R_on,sp）来源于衬底的中性区域。通过减薄衬底厚度可以在不损害其击穿电压（V_br）的情况下进一步降低导通电阻。本研究展示了轻掺杂β-Ga₂O₃衬底作为开发下一代功率二极管的可行替代方案所具有的巨大潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。