沟槽终端Ga_(2)O_(3)/金刚石异质结二极管电学特性仿真研究OA
氧化镓(Ga_(2)O_(3))因宽禁带、高击穿场强等优异特性而受到广泛关注。然而,Ga_(2)O_(3)本征热导率低及缺乏有效p型掺杂的短板限制了其在功率器件中的应用。将Ga_(2)O_(3)与高热导率的p型半导体材料异质集成,被认为是解决上述问题的有效方案之一。金刚石材料具有极高的热导率,并且可以实现可控的p型掺杂,可用于与n型Ga_(2)O_(3)构建异质结器件,从而弥补Ga_(2)O_(3)的不足。为提高Ga_(2)O_(3)/金刚石异质结二极管的击穿特性,本文提出在Ga_(2)O_(3)/金刚石异质结中引入沟槽终端结构,以期通过改善电场集中提升器件击穿电压。并利用Sentaurus TCAD仿真工具,系统研究沟槽宽度、深度及填充介质对器件击穿电压的影响规律。仿真结果表明:增大沟槽宽度可显著提升击穿电压,从347.8 V提高至1197.85 V,增幅达244.4%;随着沟槽深度增加,击穿电压进一步提升至1334.51 V。在填充介质方面,对比空气、二氧化硅(SiO_(2))、氧化铝(Al_(2)O_(3))和二氧化铪(HfO_(2))四种材料,SiO_(2)凭借稳定的电学特性及对击穿电压的显著提升效果,成为最佳介质选择。本文为Ga_(2)O_(3)/金刚石器件的结构设计与性能优化提供了理论依据。
孙丛珊;胡继超;董林鹏;彭博;苏汉
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数理科学
Ga_(2)O_(3)金刚石异质结二极管击穿电压沟槽终端电场集中
《人工晶体学报》 2026 (8)
P.1266-1273,8
国家自然科学基金(62474139)。
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