准垂直GaN肖特基二极管的退火调谐势垒高度用于微瓦微波整流

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Annealing-Tuned Barrier Height in Quasi-Vertical GaN Schottky Diodes for Microwatt Microwave Rectification

　　本文提出了一种针对氮化镓（GaN）准垂直肖特基势垒二极管（SBD）中氮化钛（TiN）阳极肖特基势垒高度（SBH）调谐的热退火策略，用于毫微瓦级微波整流。通过在200°C、300°C和400°C下进行退火处理，肖特基势垒高度从0.332 eV调谐至0.392 eV，每次递增约0.02 eV。基于理论分析和实验表征，发现势垒增强主要与退火过程中界面态密度的降低以及TiN/GaN近界面区域的重组有关。基于势垒优化后的GaN SBD的2.45 GHz微波整流器在输入功率为?11 dBm时实现了52.5%的功率转换效率（PCE），即使在?20 dBm时仍保持30%的效率，相较于现有技术表现出显著提升。这些结果证明了热退火势垒调谐在毫微瓦级微波整流中的有效性，并进一步确认了GaN SBD在低功率微波整流器应用中的潜力。