终端场板结构对GaN基肖特基势垒二极管击穿电压的影响

为了提高肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)的击穿电压(breakdown voltage,BV),系统研究了终端场板结构的GaN-SBD.基于Silvaco TCAD软件,采用控制变量法即分别在不同场板长度(LFP)和绝缘层厚度(TFP)及GaN漂移区掺杂浓度(ND)条件下仿真了器件的击穿电压,通过器件表面电场分布情况确认了BV的变化趋势.结果表明:当TFP=0.3μm,ND=1×1016 cm-3,LFP从0增加到2.0μm时,SBD的BV逐渐升高,在LFP=1.6μm时达到阈值;当LFP=1.6μm,ND=1×1016 cm-3,TFP从0.1μm增加到0.4μm,SBD的BV先上升后减小,在TFP=0.3μm时达到最大值;当LFP=1.6μm,TFP=0.3μm,ND从1×1016 cm-3增加到1×1019 cm-3时,SBD的BV逐渐减小.相比于传统无场板型GaN-SBD,该终端场板型GaN-SBD的BV在LFP=1.6μm,TFP=0.3μm,ND=1×1016 cm-3的条件下可达到840 V.研究进一步表明:通过优化器件结构,其场板效应可延伸至阳极下方的耗尽区,有效减缓了阳极边角处的电流拥挤.