河北工业大学学报JOURNALOFHEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2023年2月February2023第52卷第1期Vol.52No.1多场环结构对GaN基JBS击穿电压和正向工作电流的影响陈宏佑1，王志忠1，黄福平1，楚春双1，张勇辉1，2，张紫辉1，2（1.河北工业大学电子信息工程学院，天津300401；2.天津市电子材料与器件重点实验室，天津300401）摘要通过TCAD仿真模拟计算，系统地研究了不同结构参数对GaN基结势垒肖特基二极管（JunctionBar⁃rierSchottkyDiode）电学特性的影响。JBS二极管在肖特基接触下方以若干个p型场环取代N−-GaN漂移区，通过电荷耦合效应降低肖特基接触位置的电场强度，减弱镜像力的影响以达到减小反向漏电和提高击穿电压的效果。研究表明，P-GaN场环的厚度、掺杂浓度及场环的间隔均对器件的反向击穿电压有明显影响。例如，采用适当厚度的场环可以显著降低反偏状态下肖特基接触位置下方的电场强度，同时不会产生过大的pn结漏电，最优厚度300nm的场环可以实现1120V的击穿电压。同时，由于阳极金属分别与N--GaN和P-GaN形成肖特基接触和欧姆接触，JBS二极管可以实现低开启电压。当pn开启后，P-GaN内空穴注入漂移区产生电导调制效应，有助于提高正向电流密度。关键词击穿电压；漏电流；结势垒肖特基（JBS）二极管；电荷耦合；器件优化中图分类号TN312.8文献标志码AEffectsofmultifieldringedgeterminationonthebreakdownvoltageandforwardcurrentforGaN-basedjunctionbarrierSchottkydiodeCHENHongyou1,WANGZhizhong1,HUANGFuping1,CHUChunshuang1,ZHANGYonghui1,2,ZHANGZi-Hui1,2（1.SchoolofElectronicsandInformationEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401,China;2.KeyLaborato-ryofElectronicMaterialsandDevicesofTianjin,Tianjin300401,China）AbstractWesystematicallyinvestigatetheimpactofdifferentstructuralparametersontheelectricalcharacteristicforGaN-basedjunctionbarrierschottky(JBS)diodewiththehelpofTCADsimulationtools.TheN−-GaNdriftregionundertheSchottkycontactispartlyreplacedbyseveralp-typeGaNfieldrings,sotheelectricfieldmagnitudeat/neartheSchottkycontactinterfacecanbemarkedlyreducedbyusingthecharge-couplingeffect.Thecharge-couplingeffectre⁃sultsintheweakenedimageforce,andthusthedecreasedleakagecurrentandincreasedbreakdownvoltage(BV)canbeobtained.Accordingtoourresults,thethick...
