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具有氦注入边缘终端的3.0 kV β-Ga2O3基垂直p-n异质结二极管
3.0 kV β-Ga2O3-Based Vertical p-n Heterojunction Diodes With Helium-Implanted Edge Termination
Jiajun Han · Na Sun · Xinyi Pei · Rui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
我们展示了垂直结构的NiO/β -Ga₂O₃ p - n异质结二极管（HJDs），其击穿电压（VBR）高达3000 V，比导通电阻（Ron,sp）低至3.12 mΩ·cm²，由此得到的巴利加品质因数（FOM）为2.88 GW/cm²。具体而言，引入了一种通过注入轻质量氦原子形成的高效低损伤边缘终端（ET），以抑制HJDs p - n结处的高电场，从而将器件的VBR从1330 V提高到3000 V。对反向泄漏机制进行了拟合和分析，揭示了氦注入器件中不同的击穿机制。仿真结果证实，氦注入边缘终端能够有...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3材料的3 kV垂直p-n异质结二极管技术具有重要的战略意义。该器件实现了3000V击穿电压和3.12 mΩ·cm²的超低导通电阻，其2.88 GW/cm²的Baliga品质因数远超传统硅基器件，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、高功率密度目...
通过等离子体处理实现NiO/β-Ga2O3异质结二极管的自对准氮掺杂
Self-aligned nitrogen doping via plasma treatment of NiO/β-Ga2O3 heterojunction diodes
Dongbin Kima · Jongsu Baeka · Yoonho Choia · Junghun Kimb 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.229
摘要：在本研究中，我们展示了一种通过自对准氮（SA-N2）等离子体处理NiO/β-Ga2O3异质结二极管实现的新型掺杂工艺。经SA-N2等离子体处理后的异质结二极管，其击穿电压从1080 V提高至1731 V，同时保持了超过10^11的高开关电流比（ION/IOFF），并实现了降低的比导通电阻（Ron,sp）。研究发现，SA-N2等离子体处理在阳极周围的β-Ga2O3中形成一个具有电阻特性的区域，起到浅层保护环的作用。此外，确认了掺杂的氮在NiO中充当浅受主，而在β-Ga2O3中则充当深能级受主...
解读: 该NiO/β-Ga2O3异质结氮掺杂技术对阳光电源功率器件研发具有重要参考价值。其通过等离子体处理实现耐压提升60%至1731V,同时降低导通电阻,与阳光电源ST系列储能变流器及SG光伏逆变器中的宽禁带器件应用方向高度契合。该自对准掺杂工艺可为公司下一代SiC/GaN器件的边缘终端优化提供新思路,有...