AIGaN/GaN肖特基势垒二极管中2DEG密度与反向漏电流之间的关系研究外文翻译资料

英语原文共 2 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

AIGaN/GaN肖特基势垒二极管中2DEG密度与反向漏电流之间的关系研究

K.Mochizuki, TTsuchiya和A.Terano

通过制造3种不同的SBD来研究AIGaN/GaN基平面肖特基势垒二极管层（SBDs）中形成的二维电子气体（n_s）的密度对反向漏电流（I_R）的影响AIN层中的AIN摩尔分数。结果发现，随着n_s的减小，I_R呈指数级下降；

例如：I_R减小7个数量级n_s从1.0x10¹³到3.6x10¹²cm^-2。

简介:氮化半导体因其优良的特性而成为高温、高频率，高功率电子器件应用的一种很有前景的材料。此外，在AIGaN/GaN异质界面中出现的二维电子气体(2DEG)具有优良的电子传输性能和较高的载流子密度，^[1,2]。已经提出将AIGaN/GaN基平面肖特基势垒二极管层（SBDs）用于AIGaN/GaN异质结构的功率器件应用^[3-5]，虽然通过调整阳极 - 阴极间距，达到了能超过9kV的高击穿电压。 但这些SBD的反向漏电流仍然高1.0x10²⁶A^[6]。关于AIGaN/GaN肖特基的基结，特别是结构缺陷在AIGaN/GaN外延层中的位错可能是决定反向漏电的主要因素。据此认为在AIGaN层中AI摩尔分数的变化不仅影响了反向漏电流，而且还改变了2DEG的密度。为了研究在AIGaN/GaN SBDs中形成的2DEG密度对反泄漏电流（I_R）的影响，我们通过改变AI的摩尔分数来制造不同2DEG密度(n_s)的SBDs在蓝宝石衬底上生长的AIGaN/GaN层的。

实验方法:通过金属有机汽相外延(MOVPE)生长AIGaN/GaN异质结构。外延结构由3600nm厚的高电阻GaN缓冲层组成一个25nm厚的i-AI_XGa_12x势垒层和一个蓝宝石衬底上的5nm厚层的i-GaN盖层。在i-AI_XGa_12x阻挡层中的AI摩尔分数(X)为0.11、0 .16和0.21通过霍尔效应测量确定了相应的室温2DEG密度(n_s)分别为3.6X 10¹²、6.6X10¹²和1.0X 10¹³ cm^-2

图1所示为AIGaN/GaN SBDs的平面结构图。阴极欧姆电极通过常规的Ti / AI膜的电子束沉积形成的，在氮气环境下在500℃退火10分钟。通过电子束沉积Pd(200nm)形成阳极肖特基电极。SBD结构由200micro;m(L_THE)x 1000micro;m（W_EL）矩形阴极和阳极电极组成;阳极 - 阴极距离(L_AC)是150micro;m。用半导体参数分析仪测量电流（I - V）特性。

图1平面aigan/gan SBDs的图解结构

结果与讨论:图2所示为AIGaN/GaN SBDs测|-V特性。在210V下的I_R在7个数量级上变化：1.8x10^-5 A/mm（ns=1.0x10¹³cm^-2)，4.6x10^-9A/ mm(ns=6.6x10¹²cm^-2)，1.5x 10 ¹²A/mm(n=3.6x 10¹² cm^-2)。的数景级上变化了 。结果发现I_R随着n_s呈指数增长，如图3所示。

图2测量了:合成的AIGaN/GaN SBDs:的特性I-V

图3在AIGaN/GaN SBDs上形成的2DEG密度，在-10V时的反向漏电流(I_R)

根据正向I - V特性的结果，理想因子n通过应用热离子发射器理论计算^[7]。发现当n_s从1.0 X10¹³下降至13.6x 10¹²cm^-12,n从2.7提高到1.3。这表明，I_R和n_s是高度依赖于n的。

结论:通过改变AIGaN势垒屏的AI摩尔分数，在蓝宝石衬底上制造具有3种不同的2DEG密度的AIGaN/GaN SBDs。通过稍微降低2DEG密度(列如从1.0 X 10¹³到3.6x10¹²cm^-12),实现反向漏电流减少了7个数量级。

中央研究实验室,日立制作所2012

2011年12月15日

doi:10.1049 / el:.2011.3919

A.Terano，T.Tsuchiya和k.Mochizuki(中央研究实验室，日立,国分寺，东京185-8601，日本)电子邮件akihisa.terano.qm@hitachi.com。

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[23475]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word