一种基于 HKS新结构的高优值氧化镓二极管
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.电子科技大学,成都 611731;2.中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆 400060)

作者简介:

蒋典兵(2000.),男(土家族),湖北恩施人,硕士研究生,从事功率半导体器件技术研究。程骏骥(1985.),男(汉族),江西景德镇人,副教授,从事功率半导体器件技术研究。通信作者。刘一锴(1988.),男(汉族),四川广安人,高级工程师,从事宇航厚膜电源技术研究。通信作者。

通讯作者:

中图分类号:

TN405

基金项目:

中国电子科技集团公司第二十四研究所稳定支持专项(YG2402)


A Novel Ga2O3 Diode with HKS Structure for High Figure-of-Merit
Author:
Affiliation:

(1. University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 611731,P. R. China;2. The 24th Research Institute of China Electronics Technology Group Corp.,Chongqing 400060,P. R. China)

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    摘要:

    聚焦氧化镓功率器件领域,提出一种在阳极端同时具有高介(High-k,HK)区和肖特基(Schottky,S)接触的 HKS二极管。相比目前主流的结势垒肖特基(Junction Barrier Schottky,JBS)二极管,新结构利用耐压时 HK区可在表面形成高剂量束缚电荷的物理机制,对漂移区发出的电力线进行更有效地牵引,从而进一步优化电场分布,获得显著的反向性能提升。基于校准模型的仿真结果表明,在不同参数的各个对照组中,HKS均较 JBS表现出更优的性能,尤其当区间距为 1. 5 μm时,击穿电压相对提升 20. 2%,而比导通电阻仅增加 9. 4%,令功率优值提升了 32. 2%。进一步研究表明,在 1× 1012 cm.2的界面电荷的影响下,HKS二极管的性能未出现明显退化,体现出充分的工艺鲁棒性。

    Abstract:

    A novel High-k Schottky(HKS)diode integrating a High-k(HK)region and Schottky contact at the anode terminal is proposed for β-Ga2O3 power devices. Compared with conventional Junction Barrier Schottky(JBS) diodes,the new structure is designed to utilize high-dose bound charges formed at the HK region surface under reverse bias to effectively guide electric field lines emanating from the drift region,thereby optimizing electric field distribution and significantly improving reverse characteristics. Calibration-based simulations demonstrate that the HKS diode outperforms JBS counterparts across various parameter sets. At a region spacing of 1. 5 μm,the breakdown voltage is increased by 20. 2% relatively,while the specific on-resistance rises only by 9. 4%,achieving a 32. 2% enhancement in power figure of merit. Further investigations reveal that stable performance is maintained by the HKS diode under 1×1012 cm.2 interface charges,confirming its process robustness.

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  • 收稿日期:2025-07-26
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  • 在线发布日期: 2026-01-27
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