研究目的
使用不同隔离工艺（通过ICP-RIE的台面型和平面型氧离子注入）制备并比较独立式GaN p-n功率二极管的性能，以提高击穿电压并抑制表面漏电流。
研究成果
采用氧离子注入隔离工艺制造的平面型二极管性能优异，其记录的BFOM值达到18 GW/cm2，相比台面型二极管具有更低的漏电流、更好的热稳定性以及更高的击穿电压，因而更适合高功率应用场景。
研究不足
该研究仅限于特定的制造条件和材料；潜在的优化措施可能包括进一步调整注入参数或探索其他钝化材料以提高性能。
1：实验设计与方法选择：
本研究比较了两种GaN p-n二极管的隔离方法——通过ICP-RIE形成的台面结构和通过氧离子注入形成的平面结构。其原理是减少表面损伤和漏电流。理论模型包括使用TCAD软件进行电场模拟。
2：样品选择与数据来源：
在400微米n型GaN衬底上通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长了GaN同质结外延层。这些层包括n+-GaN、n--GaN、非掺杂GaN、p+-GaN和p++-GaN接触层。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于外延生长的MOCVD系统、用于刻蚀的ICP-RIE、用于氧注入的离子注入机、用于SiO2沉积的PECVD、用于厚度测量的α-step、用于I-V测量的Keysight B1505A源表、Cascade Microtech Tesla探针台以及用于故障分析的EMMI。材料包括GaN衬底、氧离子、Ni/Au和Ti/Au金属、用于钝化的SiO2。
4：实验步骤与操作流程：
步骤包括外延生长、通过ICP-RIE或离子注入（剂量为5e13、1e14、5e14 cm-2，能量为50、100、200 keV）进行隔离、阳极金属沉积与退火、SiO2钝化、阴极沉积，以及电学特性表征，包括正向和反向I-V、电容、温度依赖性测量和EMMI成像。
5：1e5e14 cm-2，能量为200 keV）进行隔离、阳极金属沉积与退火、SiO2钝化、阴极沉积，以及电学特性表征，包括正向和反向I-V、电容、温度依赖性测量和EMMI成像。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：使用TLM分析接触电阻，使用电容-电压法分析掺杂浓度，使用I-V曲线计算VF、RONA、VB、BFOM，使用温度依赖性分析计算激活能和结温，使用TCAD模拟分析电场分布。
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source meter
B1505A
Keysight
Used for measuring forward current-voltage (I-V) and high reverse voltage characteristics of the diodes.
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probe station
Tesla
Cascade Microtech
Used for electrical probing and measurements during device characterization.
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MOCVD system
Used for growing GaN homojunction epitaxial layers on the substrate.
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ICP-RIE system
Used for dry etching to form mesa structures in the diodes.
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ion implanter
Used for oxygen ion implantation to create isolation regions in planar diodes.
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PECVD system
Used for depositing SiO2 passivation layer.
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α-step
Used for film thickness profile measurement.
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EMMI
Used for emission microscopy to detect leakage current paths.
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