钴阳极准垂直GaN肖特基势垒二极管，具有低开启电压和低漏电流密度

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Cobalt Anode Quasi-Vertical GaN Schottky Barrier Diodes With Low Turn-On Voltage and Leakage Current Density

GaN基肖特基二极管采用钴阴极在新型晶格GaN薄膜上实现准垂直结构，测试显示0.48V低开启电压、1.3mΩ·cm2低电阻、245V高击穿电压，温度特性验证热稳定性及漏电流机制（TFE/VRH主导）。

　　

摘要：

基于氮化镓（GaN）的肖特基势垒二极管（SBDs）是替代高频和高温应用中硅器件的有前景的候选材料。金属/GaN肖特基接触的性能对SBDs至关重要。在本研究中，我们展示了一种高性能的准垂直结构GaN SBD，其阳极采用钴（Co）材料，该阳极制作在生长在图案化蓝宝石基底上的先进晶体质量的GaN薄膜上。这种Co-SBD表现出近乎理想的热电子发射（TE）特性，理想因子为1.04，肖特基势垒高度（SBH）为0.74 eV。该器件的关键性能指标包括：低开启电压（0.48 V）、低单位差分电阻（1.3 mΩ·cm2）、高工作电流（0.96 A）以及高击穿电压（245 V）。温度依赖性的电流-电压（I-V）测量结果显示，SBH和理想因子的变化非常小，表明其具有优异的热稳定性。对泄漏机制的全面分析证实，在低偏压下热电子场发射（TFE）占主导地位，而在高偏压下则表现为变程跃迁（VRH）导电机制。这些结果表明，钴是一种有前途的阳极材料，可用于实现准垂直GaN SBD的低开启电压和低泄漏电流密度。