NiOx/β-Ga₂O₃异质结二极管实现超过3 kV Breakdown Voltage 及等离子体刻蚀场终止技术

本工作报告了制作并表征了一种NiOx/β-Ga₂O₃异质结二极管（HJD），其采用金属尼镍（Ni）靶材通过反应性RF磁滴喷射和凿刻加工制备NiOx层，实现超过3 kV的击穿电压、低高反向电压下的低漏电流以及高结电场（>3.34 MV/cm）。异质结二极管通过双层NiOx喷射后进行自对准 mesa 刻蚀，实现场终止，制作了大面积（1 mm²）和小面积（100 μm直径）器件。该HJD在5 V时表现出约135 A/cm²的正向电流密度，整流比约为10¹⁰。最小微分特异导电阻值为17.26 mΩ cm²。100 μm直径垫片的击穿电压测量为大于3 kV，噪声底水平的反向漏电流密度（10⁻⁸~10⁻⁶ A/cm²）在3 kV以下，实现了至少3.34 MV/cm的平面结电场，功率性能指数（PFOM）>0.52 GW/cm²。进行温度依赖的正向电流密度-电压（J-V）测量，测量温度范围为室温（25°C）至200°C，显示出电阻温度系数（α）为1.56，高于β-Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD），表明在高温下NiOx的导电性可能受到退化。