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大电流金刚石功率肖特基势垒二极管

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基于硼掺杂金刚石外延材料,开展了安培级大电流金刚石功率肖特基势垒二极管(SBD)的研制.为了获得高的电流导通能力和击穿电压,该器件采用了垂直结构设计,包含300 µm厚的硼重掺杂金刚石衬底和2.5 µm厚的轻掺杂漂移层.采用低功函数金属Ti与p型金刚石形成了良好的肖特基接触,肖特基势垒高度1.23 eV,理想因子1.54,并在肖特基电极边缘进行了硼离子注入以抑制边缘电场.研制的金刚石功率SBD正向导通电流高达1 A,反向击穿电压653 V,巴利加优值(Bali-ga's Figure Of Merit,BFOM)达到了 20.1 MW/cm2.
High Current Diamond Power Schottky Barrier Diode
Based on the boron doped diamond epitaxial material,an ampere-scale high current diamond power Schottky barrier diode(SBD)is developed.In order to achieve high on-current and high breakdown volt-age,the device is designed with a vertical structure consisting of a 300 µm heavily boron doped diamond sub-strate and a 2.5 μm lightly doping drift layer.A good Schottky contact is formed by using low work function metal Ti with p-type diamond.The Schottky barrier height is 1.23 eV and the ideal factor is 1.54.Boron ion im-plantation is carried out at the edge of the Schottky electrode to suppress the edge electric field.The diamond power SBD demonstrates a forward on-current of 1 A,a reverse breakdown voltage of 653V,and a Baliga's Fig-ure of Merit(BFOM)of 20.1 MW/cm2.

DiamondBoron dopingSchottky barrier diodeOn currentBreakdown voltage

郁鑫鑫、王若铮、谯兵、李忠辉、沈睿、周建军、周立坤

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南京电子器件研究所,中国电科碳基电子重点实验室,江苏南京 210016

南京大学,电子科学与工程学院,江苏南京 210093

西安交通大学,电子与信息工程学院,陕西西安 710049

固态微波器件与电路全国重点实验室,江苏南京 210016

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金刚石 硼掺杂 肖特基势垒二极管 导通电流 击穿电压

2024

真空电子技术
北京真空电子技术研究所

真空电子技术

影响因子:0.166
ISSN:1002-8935
年,卷(期):2024.(5)