近日，中国科学技术大学国家示范性微电子学院龙世兵教授课题组两篇关于氧化镓器件的研究论文（高功率氧化镓肖特基二极管和氧化镓光电探测器）成功被IEDM大会接收，这也是中国科大首次以第一作者单位在IEEE IEDM上发表论文。
高功率氧化镓肖特基二极管
如何开发出有效的边缘终端结构，缓解肖特基电极边缘电场是目前氧化镓肖特基二极管研究的热点。由于氧化镓P型掺杂目前尚未解决，PN结相关的边缘终端结构一直是难点。
该工作基于氧化镓异质PN结的前期研究基础（Weibing Hao, et.al.，in proc. ISPSD, 105，2022），将异质结终端扩展结构（Junction Termination Extension, JTE）成功应用于氧化镓肖特基二极管。该研究通过合理设计优化JTE区域的电荷浓度，确保不影响二极管正向特性的同时最大化削弱肖特基边缘电场，从而有效提高器件的耐压能力。优化后的器件实现了2.9 mΩ·cm2的低导通电阻和2.1kV的高击穿电压，其功率品质因数高达1.52 GW/cm2。
图1结终端扩展氧化镓肖特基二极管。（a）器件结构示意图。（b）具有不同JTE区域电荷浓度的器件击穿特性比较（c）封装器件反向恢复特性测试电路。（d）与已报道的氧化镓肖特基二极管的性能比较（Source：中国科学技术大学）
此外，利用该优化工艺成功制备并封装了大面积的氧化镓肖特基二极管，器件正向偏压2V下电流密度达到180A/cm2，反向击穿电压高达1.3kV。研究成果以“High-Performance Vertical β-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes Featuring P-NiO JTE with Adjustable Conductivity”为题发表在IEDM 2022上，且获选为Top Ranked Student Paper。
