研究目的
利用电流瞬态谱分析不同AlGaN势垒组分的AlGaN/GaN肖特基二极管中的陷阱效应,以识别主要陷阱态及其激活能。
研究成果
在AlGaN/GaN肖特基二极管中,主要陷阱的激活能被确定为0.77-0.83电子伏特,在不同偏压和样品中保持一致,表明这些陷阱很可能与AlGaN/GaN界面附近的缺陷相关,例如GaN缓冲层中的位错。与需要多个指数项的方法相比,这简化了陷阱分析。
研究不足
该研究仅限于特定成分的AlGaN/GaN肖特基二极管结构,其结果可能不适用于其他材料或器件构型。虽然仅使用三个指数项的拟合方法在此有效,但可能无法捕捉更复杂系统中的全部陷阱动力学特性。温度范围限定在25-150°C之间,偏压固定为-6V和+1V,可能遗漏其他条件下的效应。
1:实验设计与方法选择:
采用电流瞬态谱技术分析陷阱效应。该方法包括在恒定偏压和不同温度下测量电流瞬态,用三个叠加指数函数拟合数据,并构建阿伦尼乌斯图评估激活能。
2:样品选择与数据来源:
通过金属有机化学气相沉积在4H-SiC衬底上生长两种具有不同AlGaN势垒组分(AlN摩尔分数0.25和0.29)的AlGaN/GaN异质结构样品(样品A和B)。
3:25和29)的AlGaN/GaN异质结构样品(样品A和B)。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:半导体参数分析仪Agilent 4155C、微探针台、加热板、ATT Systems A150温控器、用于照明的商用白光LED(20mA时5000mcd),以及器件制备材料包括用于欧姆接触的Nb/Ti/Al/Ni/Au金属堆叠和用于栅电极的Ni/Au。
4:5C、微探针台、加热板、ATT Systems A150温控器、用于照明的商用白光LED(20mA时5000mcd),以及器件制备材料包括用于欧姆接触的Nb/Ti/Al/Ni/Au金属堆叠和用于栅电极的Ni/Au。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:器件制备采用常规工艺步骤,包括热蒸发、快速热退火、反应离子刻蚀和剥离工艺。在25至150°C温度范围内,以-6V(反向)和+1V(正向)偏压测量~10^-3至~10^4s时间范围内的电流-电压特性及电流瞬态。每次测量后,在零电压下用白光LED照射样品一分钟以恢复器件状态。
5:数据分析方法:
采用三个指数函数之和拟合电流瞬态,从时间常数与逆温度的阿伦尼乌斯图中评估激活能。
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