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设计GaN垂直p-i-n二极管的斜边终端——斜角、掺杂与钝化

DOI：10.1109/TED.2020.2987040 期刊：IEEE Transactions on Electron Devices 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 对氮化镓（GaN）p-i-n垂直二极管进行了一系列负斜面终端的电场分布模拟，以优化斜面设计。斜面角度从90°至0.1°以合理小增量变化，研究斜面角度对电场分布的影响。同时改变掺杂浓度以探究更普适的规律；提出以过渡角θt作为新参数来表征斜面边缘终端的有效性?？悸堑狡骷票腹讨行泵娌啾诳赡懿母煞淌此鹕?，分别单独引入悬挂键导致的固定表面电荷和常用介质钝化层进行研究其影响。本文系统模拟了具有负斜面终端的GaN p-i-n二极管，为设计简单有效的斜面终端提供了实用指南，最终有助于实现GaN p-i-n二极管的常规雪崩击穿。
作者： Ke Zeng，Srabanti Chowdhury
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过一系列电场分布模拟优化氮化镓（GaN）p-i-n垂直二极管中带负斜角终端的斜角设计，旨在实现GaN p-i-n二极管的常规雪崩效应。

研究成果

研究表明，负斜角终端需满足斜角θ ≤ θt方可生效，其中θt随p区和n区不同掺杂浓度而变化。实现更高的雪崩电压及更大的θt值对获得实验中可能的最高击穿电压至关重要。此外，最小化界面固定表面电荷对保持斜角边缘终端的有效性不可或缺。

研究不足

该研究基于模拟，未考虑所有潜在的实验非理想因素。表面态高密度对电场分布的影响显著，可能导致外禀击穿和高漏电流，从而阻碍雪崩现象的观测。

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