GaN基准垂直肖特基功率二极管(SBD)的设计与制备

依托先进的半导体器件仿真设计平台，天津赛米卡尔科技有限公司技术团队实现了击穿电压为420 V的GaN基准垂直肖特基功率二极管的设计方案（SFP-SBD：具有侧壁场板的GaN基准垂直肖特基功率二极管），并在蓝宝石衬底上制备了该器件结构。技术团队对所制备的器件进行了电流-电压测试[图1(a)]，通过在器件侧壁及台面边缘处制备场板结构，有效降低了台面边缘处的电势及电流密度[图1(b)和(c)]，从而抑制了因刻蚀工艺导致的侧壁缺陷对载流子的复合效应。

图 1 （a）电流-电压关系图， (b) 电势分布图， (c)电流分布图

图2(a)展示了漏电流与反向电压的关系，SFP-SBD的击穿电压为420 V，而对比结构C-SBD（没有侧壁场板的GaN基准垂直肖特基功率二极管）的击穿电压为175 V，并且SFP-SBD的反向漏电流远小于C-SBD。图2（b）和（c）分别展示了C-SBD和SFP-SBD的电场分布图，发现SFP-SBD的台面侧壁电场显著降低，这样可以有效改善边缘终端特性，降低侧壁缺陷产生的漏电流，避免器件的提前击穿。图2（d）展示了不同SBD器件的导通比电阻和击穿电压的关系，可以预测出通过增加漂移层的厚度，该SFP-SBD有望实现650 V的击穿电压。

图2 (a) SFP-SBD和C-SBD的漏电流-反向电压关系图，(b) C-SBD的电场分布图，(c) SFP-SBD的电场分布图，（d）不同结构SBD的导通比电阻与击穿电压的统计。