在高温存储应力下，通过延长结终端长度来提高2.2 kV β-Ga2O3肖特基势垒二极管的可靠性

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Reliability Enhancement of a 2.2 kV β-Ga2O3 Schottky Barrier Diode With Junction Termination Extension Under High-Temperature Storage Stress

β-Ga2O3 Schottky二极管在高温存储应力下性能退化机理及优化研究，提出NiO基JTE结构通过氧化退火工艺实现开启电压（0.9-1.1V）和击穿电压（2231V）的稳定控制，载流子浓度变化与XPS表征结果吻合。

　　

摘要：

β-氧化镓（β-Ga2O3）功率二极管在高温高压环境中的应用具有巨大潜力。基于氧化镍（NiO）的结终端延伸（JTE）技术可以有效防止二极管过早失效，充分利用β-Ga2O3材料所具备的高击穿场强（E Breakdown）。然而，在高温存储应力（HTSS）条件下，采用JTE技术的β-Ga2O3肖特基二极管（SBD）的可靠性仍需进一步研究。本研究在250°C的温度下对JTE-SBD进行了HTSS测试，并分析了其性能随存储时间的变化情况。测试过程中，二极管的导通电压从0.90 V升高至1.10 V，而击穿电压则先增加后减小。电场强度（E Field）的测量结果显示，NiO中的载流子浓度（N Carrier）先减少后增加，从而导致峰值电场的变化。为提高器件可靠性，研究人员提出了采用氧退火处理的方法。经处理后，JTE-SBD的导通电压仅上升了0.10 V。由于NiO中的载流子浓度更低且更稳定，经过124小时HTSS测试后，退火处理后的JTE-SBD平均击穿电压仍保持在2231 V。此外，X射线光电子能谱（XPS）分析进一步阐明了NiO载流子浓度变化的原因。本研究加深了人们对β-Ga2O3和NiO材料可靠性的理解，为提升β-Ga2O3/JTE-SBD的稳定性提供了有效策略。