肖特基浮動金屬環(huán)對AlGaN-GaN異質(zhì)結肖特基二極管的性能影響研究.pdf

1、AlGaN/GaN異質(zhì)結構材料體系以其在制作高溫、高頻率以及大功率電子器件方面的優(yōu)良特性而成為近年來微電子領域的研究熱點。由其制作的AlGaN/GaN異質(zhì)結場效應晶體管(HFET)，即使沒有經(jīng)過摻雜，但由于其強的極化效應，在其異質(zhì)結的界面處也有非常高密度的二維電子氣(2DEG)。利用制作HFET相同的工藝流程制作的肖特基二極管，由于AlGaN/GaN異質(zhì)結材料的優(yōu)異特性，除了低功耗、大電流、高頻率等優(yōu)點外，還具有不需要摻雜以及遷移率高等

2、優(yōu)點。采用傳統(tǒng)工藝制作的SBD的耐壓值都普遍不高，主要有兩個原因，一是在接觸金屬的邊緣，由于此處的曲率半徑小，電力線比較集中，電場強度會非常大，使勢壘減薄，因而隧道效應明顯，導致反向漏電流增加，導致了擊穿電壓的降低。二是在接觸勢壘的制作過程中，與金屬接觸的半導體表面存在著復雜的表面態(tài)，而且，由于熱處理過程中氧的污染等原因，使接觸部分形成了粗糙的界面層，導致了肖特基勢壘的不均勻性，使反向漏電流增加，引起勢壘高度的降低，從而影響了反向耐壓值

3、。
　　 我們利用在AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二極管的肖特基接觸和歐姆接觸兩個電極之間加一圈肖特基接觸的浮動環(huán)電極的方法，期望其能有效改善肖特基二極管的性能。我們通過改變中間肖特基浮動金屬環(huán)的面積，然后測量在不同肖特基浮動金屬環(huán)面積下肖特基二極管的電流-電壓(Ⅰ-Ⅴ)和電容-電壓(C-V)特性曲線，分析研究基浮動金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二極管性能的影響，由此優(yōu)化肖特基浮動金屬環(huán)結構的面積、浮動環(huán)與肖特基接觸電極

4、的距離以及肖特基環(huán)的數(shù)量等，以使AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二極管的性能有最大程度的提升。研究結果表明：由于肖特基浮動金屬環(huán)對肖特基接觸下的AlGaN勢壘層應變未產(chǎn)生影響，肖特基浮動金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二極管的二維電子氣密度、肖特基勢壘高度和極化電荷密度影響不大；肖特基浮動金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二極管的飽和夾斷點和表面反向漏電導產(chǎn)生影響，隨著肖特基浮動金屬環(huán)面積的增大，AlGaN/GaN異質(zhì)結肖特基二