多场环结构对GaN基JBS击穿电压和正向工作电流的影响

作者：陈宏佑; 王志忠; 黄福平; 楚春双; 张勇辉; 张紫辉^*

来源：河北工业大学学报, 2023, 52(01): 32-40.

DOI：10.14081/j.cnki.hgdxb.2023.01.005

• 击穿电压
• 漏电流
• 结势垒肖特基(JBS)二极管
• 电荷耦合
• 器件优化

通过TCAD仿真模拟计算，系统地研究了不同结构参数对GaN基结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky Diode)电学特性的影响。JBS二极管在肖特基接触下方以若干个p型场环取代N--GaN漂移区，通过电荷耦合效应降低肖特基接触位置的电场强度，减弱镜像力的影响以达到减小反向漏电和提高击穿电压的效果。研究表明，P-GaN场环的厚度、掺杂浓度及场环的间隔均对器件的反向击穿电压有明显影响。例如，采用适当厚度的场环可以显著降低反偏状态下肖特基接触位置下方的电场强度，同时不会产生过大的pn结漏电，最优厚度300 nm的场环可以实现1 120 V的击穿电压。同时，由于阳极金属分别与N--GaN和P-GaN形成肖特基接触和欧姆接触，JBS二极管可以实现低开启电压。当pn开启后，P-GaN内空穴注入漂移区产生电导调制效应，有助于提高正向电流密度。

• 单位
  电子信息工程学院; 河北工业大学