9号彩票官网


复合肖特基接触结构对AlGaN/GaN SBD特性的影响

  将SBD的阳极采用一种金属包住另一种肖特基势垒高度不同的金属来制备,可以有低势垒包围高势垒和高势垒包围低势垒两种方式。尽管实验报道中采用了高势垒包围低势垒这种方式,但低势垒包围高势垒的复合阳极会对器件特性造成什么样的影响,是否能形成高反向击穿电压和低正向导通电压的性质,需要仿真实验来分析。本文对基于这两种结构的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD进行仿真分析,研究其特性。其中高势垒和低势垒金属的功函数分别为5.36eV和4.3eV,即分别对应Pt和Al。
 
  图1给出了所仿真的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD剖面结构,其中部的被包围金属的宽度为2µm,外侧金属横向总宽度为10µm,以左右对称的方式分布在被包围金属的两侧。
复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的剖面结构 
图1 复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的剖面结构
 
  图2给出了零偏置下高势垒包围低势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图,可见阳极下的能带分布形成了两边高、中间低的形态,两边的高势垒耗尽了其下方的二维电子气,像闸门一样切断了电流的通路。图3则给出了零偏置下低势垒包围高势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图,其阳极下方仅中部为高势垒,而两边是低势垒。
零偏置下高势垒包围低势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图 
图2 零偏置下高势垒包围低势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图
零偏置下低势垒包围高势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图 
图3 零偏置下低势垒包围高势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD的导带分布三维图
 
  图4和5分别给出了基于AlGaN/GaN异质结的两种复合肖特基接触SBD的正向特性和反向特性,并给出了高势垒SBD和低势垒SBD的I-V特性曲线便于对比。可以看出,低势垒包围高势垒(Pt在Al中间)的复合肖特基接触SBD的正反向特性都接近于单一低势垒SBD的I-V特性,电流大小仅有微弱的减小;而高势垒包围低势垒(Al在Pt中间)的复合肖特基接触SBD的正反向特性都接近于单一高势垒SBD的I-V特性,反向击穿时电流随电压的变化与单一高势垒SBD的曲线一致性非常好,而且电压向正方向过零后,正向电流立刻出现,电流的大小虽然比单一高势垒SBD增大不很多,但正向导通电压减小到了零。
基于AlGaN/GaN异质结的复合肖特基接触SBD的正向特性,图中也给出了高势垒SBD和低势垒SBD的正向特性便于作对比 
图4 基于AlGaN/GaN异质结的复合肖特基接触SBD的正向特性,图中也给出了高势垒SBD和低势垒SBD的正向特性便于作对比
 
  这样的器件特性与器件中电流通路的差异以及栅下电场的不均匀分布是分不开的。对于低势垒包围高势垒的复合肖特基接触SBD,在阳极靠近阴极侧的低势垒和阴极的欧姆接触之间,没有高势垒所形成的“闸门”,电流的通路在外加偏置电压下容易形成,这样则阳极中部的高势垒几乎不起作用,器件的特性类似单一低势垒SBD。而在高势垒包围低势垒的复合肖特基接触SBD中,阳极上靠近两边的高势垒像闸门一样切断了电流的通路,当器件反偏时由于栅下电场最强的位置在靠近阴极边缘处,由高势垒所承受,因此能够耐受高的反偏电压,抗击穿能力强;当器件正偏时,阳极两侧高势垒被降低,如同“开门”一样令二维电子气出现、形成电流通路,则阴极和阳极中部的低势垒之间可通过电流,从而使正向电流在低压下就能出现。
基于AlGaN/GaN异质结的复合肖特基接触SBD的反向I-V特性,图中也给出了高势垒SBD和低势垒SBD的反向特性便于作对比 
图5 基于AlGaN/GaN异质结的复合肖特基接触SBD的反向I-V特性,图中也给出了高势垒SBD和低势垒SBD的反向特性便于作对比
 
  因此高势垒包围低势垒的复合肖特基接触AlGaN/GaN SBD能够形成高反向击穿电压和低正向导通电压的性质,可以作为FESBD的器件结构。当然,这是由于器件中的电流采取了沿二维电子气的横向路线造成,如果阴极做在AlGaN/GaN异质结的底部形成纵向SBD结构,则现在的阳极中,无论高势垒包围低势垒还是低势垒包围高势垒,都不能形成所需的器件特性,因为高势垒无法切断电流通路。

相关阅读

友情链接:万利彩票网  博乐彩票网  万利彩票  博乐彩票网  9号彩票  九号彩票  九号彩票官网  万利彩票app  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!