研究目的
为了展示并研究外延再生长GaN-on-GaN垂直p-n二极管中的阈值开关和存储行为，特别关注其高温稳定性以及在基于GaN的存储器件和集成电路中的潜在应用。
研究成果
外延再生长GaN-on-GaN垂直p-n二极管展现出可重复的阈值开关与存储特性，具有高耐久性（超过1000次循环）及高达300°C的稳定性。由于热脱阱效应增强，置位电压随温度升高而上升，且在复位电压高于4.4V时观察到存储行为。本研究为开发高温GaN基存储器件奠定了基础，未来需进一步降低置位电压与高阻态电流。
研究不足
设定电压相对较高（室温下约为15V），高阻态（HRS）电流可能需要降低以获得更好的性能。其物理机制细节仍在研究中，需要进一步工作来优化器件参数以实现实际应用。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过设计并制备具有再生界面的沟槽型p-n二极管结构来揭示记忆效应。采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）进行外延生长，利用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀实现图形化和台面隔离。通过测量电流-电压（I-V）特性分析开关行为。
2：样品选择与数据来源：
样品在同质外延生长于住友电工株式会社提供的c面n型GaN衬底上，载流子浓度约10^18 cm^-3。器件包含两种类型：带沟槽结构的器件A（实验组）与无沟槽的器件B（对照组）。
3：实验设备与材料清单：
设备包括MOCVD系统、ICP刻蚀机、电子束蒸发电极沉积装置及Keithley 2400源表（用于I-V测试）。材料包含n-GaN衬底、前驱体（TMGa、NH3、SiH4、Cp2Mg）及金属堆叠层（Ti/Al/Ni/Au、Pd/Ni/Au）。
4：SiHCp2Mg）及金属堆叠层（Ti/Al/Ni/Au、Pd/Ni/Au）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：生长过程依次为沉积UID GaN和n+-GaN层、刻蚀形成图形、再生UID-GaN和p-GaN层、接触孔与台面隔离刻蚀、电极沉积，最后在设定合规电流/电压步进下进行I-V测试。
5：数据分析方法：
通过解析I-V曲线识别阈值开关与记忆行为，采用陷阱辅助空间电荷限制电流（SCLC）理论进行解释?？鼓途眯圆馐杂胛露纫览敌圆馐?，并对置位/复位电压及电流进行统计分析。
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Keithley 2400 sourcemeter
2400
Keithley
Used for measuring current-voltage (I-V) characteristics of the devices.
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n-GaN substrate
Sumitomo Electric Industries Ltd.
Used as the base substrate for homoepitaxial growth of GaN layers.
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MOCVD system
Used for metalorganic chemical vapor deposition to grow GaN layers.
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ICP etcher
Used for inductively coupled plasma etching to form patterns and mesa isolation.
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Electron-beam evaporator
Used for depositing metal electrodes.
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