【48812】我国科大在功率电子器材范畴获得重要发展

　　肖特基势垒二极管（SBD）功率器材研讨方面，各界一向首要致力于缓解击穿电压（V异质结工程相关的新式结构开端引起研讨人员的重视，这一异质结技能克服了缺少p型掺杂的应战，完成了4.7 kV的高耐压器材。但是，因为氧化镓资料的宽带隙，异质结二极管（HJD）中存在超越2 V的大正向压降（ISPSD 2022 105），这导致器材具有较大的传导损耗；SBD虽然正向压下降，但高反向电场导致了大的反向漏电流，虽然经过选用NiO/β-Ga异质结构作为结终端扩展（JTE）对此有所改善（IEDM 2022 9.5），但反向漏电流依然很大。

　　在这项作业中，经过选用p型NiO制备了具有混合单极和双极型的笔直β-Ga2O3异质结势垒肖特基二极管（HJBS），阳极边际选用NiO薄膜用作JTE按捺电极边际电场集聚效应，该器材结合了SBD的低正向压降和HJD的高阻断电压、低反向漏电的长处。当正向电压超越HJD的导通电压时，电流传导形式从高导通电阻的单极性形式转变为低导通电阻的双极性形式，试验成果开始证明了β-Ga2O3HJBS中存在双极行为。研讨成果以“1 kV Verticalβ-Ga2O3Heterojunction Barrier Schottky Diode with Hybrid Unipolar and Bipolar Operation”为题宣布在IEEE ISPSD 2023上，榜首作者为我校微电子学院博士生郝伟兵，微电子学院徐光伟特任副研讨员为论文通讯作者。

　　相较于传统平面型GaN-on-Si器材，笔直型GaN-on-GaN器材可以拓宽其电压和功率等级，并具有优异才能的动态功能。在功率变换器开关等过程中，功率二极管常常要接受较大浪涌电流。关于Si和SiC双极型器材，电导调制对提高浪涌才能具有非消沉效果。而不同于Si或SiC器材，GaN为直接带隙半导体，电子和空穴可经过辐射复合宣布光子，本征少子寿数较短。因而，在直接带隙GaN器材中能否产生电导调制、以及其能否在浪涌过程中有用发挥效果仍未有足够的试验验证。一起，笔直型GaN-on-GaN器材的浪涌电流才能跟着浪涌脉冲时刻（tsurge）和峰值浪涌电流（Ipeak）的演化及其潜在机制尚待研讨。

　　在我国科学技能大学微纳研讨与制作中心平台上，课题组自研了具有2 kV耐压才能、较低导通电阻的笔直型GaN-on-GaN PiN二极管。本作业系统研讨了一系列tsurge（5 μs~10 ms）和Ipeak（1~10 A）下笔直型GaN-on-GaN PiN二极管浪涌才能的动态演化过程，发现笔直型GaN-on-GaN PiN二极管中光子增强或热增强的电导调制可有用提高其导通才能，使得浪涌电流瞬态中的电流-电压特性（I-V）出现逆时针回滞。研讨成果以“Surge Current Ruggedness in Vertical GaN-on-GaN PiN Diode: Role of Conductivity Modulation”为题宣布在IEEE ISPSD 2023上，榜首作者为我校微电子学院博士生杜佳宏，微电子学院杨树教授为论文通讯作者。

　　两项研讨得到了国家自然科学基金、我国科学院战略性先导研讨方案、我国科学院前沿科学要点研讨方案、科技委、广东省要点范畴研讨发展方案、我国科学技能大学青年立异要点项目、浙江省杰出青年科学基金和台达电力电子要点项目的赞助，一起得到了我国科学技能大学微纳研讨与制作中心、信息科学试验中心的支撑。