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

1、AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)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(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由其制作的AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)晶體管(HFET)，即使沒有經(jīng)過摻雜，但由于其強(qiáng)的極化效應(yīng)，在其異質(zhì)結(jié)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(jié)材料的優(yōu)異特性，除了低功耗、大電流、高頻率等優(yōu)點(diǎn)外，還具有不需要摻雜以及遷移率高等

2、優(yōu)點(diǎn)。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(gè)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(qiáng)度會非常大，使勢壘減薄，因而隧道效應(yīng)明顯，導(dǎo)致反向漏電流增加，導(dǎo)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(dǎo)體表面存在著復(fù)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(dǎo)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(jié)肖特基二極管的肖特基接觸和歐姆接觸兩個(gè)電極之間加一圈肖特基接觸的浮動(dòng)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(dòng)金屬環(huán)的面積，然后測量在不同肖特基浮動(dòng)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(dòng)金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)肖特基二極管性能的影響，由此優(yōu)化肖特基浮動(dòng)金屬環(huán)結(jié)構(gòu)的面積、浮動(dòng)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(jié)肖特基二極管的性能有最大程度的提升。研究結(jié)果表明：由于肖特基浮動(dòng)金屬環(huán)對肖特基接觸下的AlGaN勢壘層應(yīng)變未產(chǎn)生影響，肖特基浮動(dòng)金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)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(dòng)金屬環(huán)對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)肖特基二極管的飽和夾斷點(diǎn)和表面反向漏電導(dǎo)產(chǎn)生影響，隨著肖特基浮動(dòng)金屬環(huán)面積的增大，AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)肖特基二