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Cr2O3:Mg/β-Ga2O3 p–n 的可靠运行...
基于β-氧化镓（b-Ga2O3）的半导体异质结最近已展示出在高压和高温下的改进性能，因此有望应用于电力电子设备和恶劣环境传感器。然而，这些超宽带隙（UWBG）半导体器件的长期可靠性问题仍未得到解决，并且可能受到 p – n 异质结界面化学反应的强烈影响。在这里，我们通过实验演示了操作并评估了 Cr2O3:Mg/b-Ga2O3 p – n 异质结二极管在 600C 下长期运行期间以及在 25 至 550C 之间重复 30 次循环后的可靠性。计算出的 Ga-Cr-O 材料系统的 pO2 -温度相稳定性图预测 Ga2O3 和 Cr2O3 在很宽的氧气压力和工作温度范围内在相互接触时应该保持热力学稳定。制备的 Cr 2 O 3 :Mg/b-Ga 2 O 3 p-n 异质结二极管在 6 5 V 时显示室温开/关比 > 10 4 ，击穿电压 (V Br ) 为 390 V 。漏电流随温度升高而增大，直至 600 C，这归因于 Poole-Frenkel 发射，其陷阱势垒高度为 0.19 eV。在 600 C 下进行 140 小时的热浸泡后，器件的开启电压和导通电阻分别从 1.08 V 和 5.34 m X cm 2 增加到 1.59 V 和 7.1 m X cm 2 。从飞行时间二次离子质谱分析观察到，这种增加归因于 Mg 和 MgO 在 Cr 2 O 3 /Ga 2 O 3 界面处的积累。这些发现为未来适用于恶劣环境的 UWBG 半导体器件的设计策略提供了指导，并强调了对 b -Ga 2 O 3 基器件进行进一步可靠性评估的必要性。