王翔 陈雷雷 曹艳荣 羊群思 朱培敏 杨国锋王福学 闫大为 顾晓峰

1)(江南大学电子工程系,物联网技术应用教育部工程研究中心,无锡 214122)2)(西安电子科技大学,宽带隙半导体技术国家重点学科实验室,西安 710071)(2018年4月21日收到;2018年7月2日收到修改稿)

1 引 言

GaN肖特基二极管往往存在远大于理论值的过剩泄漏电流,将严重降低器件的整体电学性能和可靠性[1].微观电学和形貌测试表明,泄漏电流的产生与位错所形成的特定缺陷态直接相关[2,3].然而,由于这些电学缺陷主要位于材料内部无法直接实验探测,许多研究者仅将其等效为禁带内的连续可导缺陷态.实际上,这种简单模型忽略了缺陷对材料电学行为的影响,不利于理解真实的电荷输运过程和电流退化物理本质.与此相关,一些研究者对GaN肖特基二极管的反向泄漏电流的输运机制提出了多种物理模型[4−7].例如,Miller等[3]认为,低温下反向泄漏电流主要由隧穿电流占主导,而高温下缺陷辅助隧穿电流或者变程跳跃电流将占主导.Zhang等[5]认为,低温下的反向泄漏电流主要由电子Fowler-Nordheim(FN)隧穿过程决定,而高温下电子从表面施主态Frenkel-Poole发射至连续可导缺陷态过程将变得更加重要.Lei等[6]通过数值拟合证明,电子直接隧穿进入导电位错有关的连续态可能是决定泄漏电流行为的主要过程.此外,Hashizume等[7]认为,势垒层表面高浓度深能级施主态(N空位)能够导致势垒变薄和电场增强,使FN隧穿过程更加容易发生.然而,该模型与N空……