GaN和Si?N?钝化层对带栅极边缘终端的AlGaN/GaN二极管性能的影响

摘要： 本文分析了AlGaN势垒层顶部GaN与Si3N4钝化（或称"盖层"）对带栅极边缘终端（GET-SBDs）肖特基势垒二极管性能与可靠性的影响。两种盖层器件具有相似的直流特性，但SiO2/GaN界面处更高的陷阱密度和/或接入区总介电常数增加导致GaN盖层器件呈现更高的RON离散性。两类器件在中/低温区的漏电流显示出两个与电压无关的低能级激活能，表明热电子发射与场致发射过程共同主导导电机制。此外，GaN盖层器件在高温区从低电压即出现电压相关的激活能，这限制了其击穿电压（VBD）。时变电介质击穿测试显示Si3N4盖层器件具有更集中的分布（威布尔斜率β=3.3），优于GaN盖层器件（β=1.8）。通过不同盖层的等离子体增强原子层沉积（PEALD）-Si3N4电容器补充测量及TCAD仿真发现：在GET拐角处的PEALD-Si3N4介质内存在强电场峰值，该效应可能加速渗流路径形成，即使在低应力电压下也会引发GaN盖层SBDs器件击穿。