新成果展示：高性能肖特基功率二极管的设计与制备——助力GaN基功率电子器件物理模型的开发与完善

GaN基功率器件凭借其高电子漂移速度和迁移率、高耐压特性与热稳定性、低导通电阻和开启电压等优异特性被广泛应用在低压级消费电子领域、中压级的汽车电子领域和高压级的工业电机领域中。其中，肖特基势垒二极管（SBD）是功率转换系统中的核心组件之一，而实现具有低开启电压和超高耐压的GaN基SBD是目前所追求的主要目标。为此，依托先进的半导体TCAD仿真平台，我司技术团队自主设计并成功制备了一种新型的GaN基SBD，实现器件性能的大幅改善。

图1（a）表明当处于正向偏置时，我司技术团队自主设计的SBD器件能够实现更高的电流密度和更低的比导通电阻（~ 6 mΩ·cm2）；此外，图1（b）进一步展示了当处于反向偏置时，该器件结构表现出更低的漏电流（降低了2个数量级）和更高的击穿电压，即以8 μm漂移区厚度实现了1100 V的击穿电压。

技术团队的测试结果有助于进一步校准和改进GaN基功率电子器件模型，从而提供更加精准的设计分析。

图1. 参考SBD器件和我司自主设计的SBD结构的（a）正向电流-电压特性曲线和比导通电阻；（b）反向电流-电压特性曲线对比图。

 

图2. 国内外不同漂移层厚度下的Si、Sapphire和GaN衬底上GaN SBD比导通电阻（Ron.sp）与击穿电压（BV）的对比