偏离角

通过控制衬底偏离角来改善垂直 GaN-on-GaN 功率开关器件的晶圆级均匀性

2 法政大学 关键词：GaN-on-GaN、肖特基势垒二极管、均匀性、光致发光、功率器件 摘要 为了大规模生产 GaN-on-GaN 垂直功率器件，n  漂移层在 10 15 cm  3 范围内的净施主浓度 ND  NA 的晶圆级均匀性是一个重要因素，因为它决定了击穿电压 VB 。在本研究中，我们通过控制 GaN 衬底的偏角展示了 GaN 肖特基势垒二极管晶圆级均匀性的改善。通过 MOVPE 在具有各种偏角和偏差的独立 GaN 衬底上生长外延结构。使用电容电压测量（C  V）、光致发光（PL）和二次离子质谱（SIMS）仔细分析了 ND  NA 的变化。与碳有关的NA变化导致了NDNA的不均匀性，而这与晶圆的衬底偏角有关。通过最小化偏角的变化可以提高NDNA的均匀性。引言在GaN衬底上制造的垂直结构GaN功率开关器件对于高效功率转换系统很有前景，因为这些器件提供极低的导通电阻（R on）和高击穿电压（VB）[1-3]。减少对器件成品率和可靠性致命的致命缺陷是一个重要问题。GaN-on-GaN二极管初始故障机理已有报道[4]，其中具有外延坑的二极管在非常低的反向电压下表现出严重击穿。此外，最近有报道称表面粗糙度会影响可靠性[5]。在使用金属有机 (MO) 源引入碳 (C) 杂质时，n 漂移层中的净施主浓度必须控制在 10 15 cm3 范围内才能获得高 VB [6]。通过低施主含量，可以在负偏置条件下抑制 pn 或肖特基界面处的峰值电场 [7, 8]。然而，关于垂直 GaN-on-GaN 器件中净施主浓度的晶圆级均匀性的报道很少。