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作者：沈睿;郁鑫鑫;李忠辉;陈端阳;赛青林;谯兵;周立坤;董鑫;齐红基;陈堂胜;
单位：南京电子器件研究所,中国电科碳基电子重点实验室;固态微波器件与电路全国重点实验室;中国科学院上海光学精密机械研究所;杭州富加镓业科技有限公司;吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子国家重点实验室;
摘要：β-Ga_2O_3具有禁带宽度大和击穿场强高等优异的物理特性，被认为是制作新一代大功率、高效率电力电子器件的理想半导体材料。然而，无终端的Ga_2O_3肖特基势垒二极管(SBD)容易在肖特基电极边缘产生高峰值电场，导致器件过早击穿，影响其耐压特性。因此，本文提出通过对器件肖特基金属边缘进行硼(B)离子选区注入来构建埋层高阻终端，从而调控电极边缘的电场分布，以达到提升击穿电压的效果。B离子注入的能量和剂量分别为60 keV和7×10~(14) cm~(-2),通过仿真估算注入深度约为200 nm。采用B离子注入终端后，Ga_2O_3 SBD器件的导通特性未发生明显变化，比导通电阻仍为2.5 mΩ·cm~2左右，而击穿电压则从429 V大幅度提升至1 402 V,增幅达226%,对应的功率优值从74 MW/cm~2提升至767 MW/cm~2。通过仿真研究了器件电场分布，发现采用B注入终端后，肖特金属电极边缘的电场峰值得到显著抑制，且随着注入深度的增大而逐步下降。本工作为高性能Ga_2O_3功率器件终端结构的设计提供了新的研究思路。
关键词：β-Ga_2O_3;;肖特基二极管;;硼离子注入;;边缘终端;;击穿电压
基金资助：国家重点研发计划(2022YFB3605504)
