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Schottky contacts to N-polar GaN with SiN interlayer for elevated temperature operation
Applied Physics Letters ( IF 4 ) Pub Date : 2022-04-29 , DOI: 10.1063/5.0083588 Dolar Khachariya 1 , Dennis Szymanski 2 , Pramod Reddy 3 , Erhard Kohn 2 , Zlatko Sitar 2, 3 , Ramón Collazo 2 , Spyridon Pavlidis 1
Applied Physics Letters ( IF 4 ) Pub Date : 2022-04-29 , DOI: 10.1063/5.0083588 Dolar Khachariya 1 , Dennis Szymanski 2 , Pramod Reddy 3 , Erhard Kohn 2 , Zlatko Sitar 2, 3 , Ramón Collazo 2 , Spyridon Pavlidis 1
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In this Letter, we unveil the high-temperature limits of N-polar GaN Schottky contacts enhanced by a low-pressure chemical vapor deposited (LPCVD) SiN interlayer. Compared to conventional Schottky diodes, the insertion of a 5 nm SiN lossy dielectric interlayer in-between Ni and N-polar GaN increases the turn-on voltage (VON) from 0.4 to 0.9 V and the barrier height (ϕB) from 0.4 to 0.8 eV. This modification also reduces the leakage current at zero bias significantly: at room temperature, the leakage current in the conventional Schottky diode is >103 larger than that observed in the device with the SiN interlayer, while at 200 °C, this ratio increases to 105. Thus, the rectification ratio (ION/IOFF) at ±1.5 V reduces to less than one at 250 °C for the conventional Schottky diode, whereas for SiN-coated diodes, rectification continues until 500 °C. The I–V characteristics of the diode with an SiN interlayer can be recovered after exposure to 400 °C or lower. Contact degradation occurs at 500 °C, although devices are not destroyed yet. Here, we report N-polar GaN Schottky contact operation up to 500 °C using an LPCVD SiN interlayer.
中文翻译:
肖特基与带有 SiN 夹层的 N 极 GaN 接触,以实现高温操作
在这封信中,我们揭示了通过低压化学气相沉积 (LPCVD) SiN 中间层增强的 N 极 GaN 肖特基触点的高温极限。与传统的肖特基二极管相比,在 Ni 和 N 极 GaN 之间插入 5 nm SiN 有损介电中间层可将导通电压 (VON) 从 0.4 V 增加到 0.9 V,并将势垒高度 (ϕB) 从 0.4 增加到 0.8电子伏特。这种修改还显着降低了零偏压下的漏电流:在室温下,传统肖特基二极管中的漏电流比在具有 SiN 夹层的器件中观察到的漏电流大 >103,而在 200°C 时,该比率增加到105. 因此,对于传统肖特基二极管,±1.5 V 时的整流比 (ION/IOFF) 在 250 °C 时降低到小于 1,而对于 SiN 涂层二极管,精馏一直持续到 500 °C。具有 SiN 中间层的二极管的 I-V 特性可以在暴露于 400 °C 或更低温度后恢复。接触退化发生在 500 °C,尽管设备尚未被破坏。在这里,我们报告了使用 LPCVD SiN 中间层的 N 极 GaN 肖特基接触操作高达 500 °C。
更新日期:2022-04-29
中文翻译:
肖特基与带有 SiN 夹层的 N 极 GaN 接触,以实现高温操作
在这封信中,我们揭示了通过低压化学气相沉积 (LPCVD) SiN 中间层增强的 N 极 GaN 肖特基触点的高温极限。与传统的肖特基二极管相比,在 Ni 和 N 极 GaN 之间插入 5 nm SiN 有损介电中间层可将导通电压 (VON) 从 0.4 V 增加到 0.9 V,并将势垒高度 (ϕB) 从 0.4 增加到 0.8电子伏特。这种修改还显着降低了零偏压下的漏电流:在室温下,传统肖特基二极管中的漏电流比在具有 SiN 夹层的器件中观察到的漏电流大 >103,而在 200°C 时,该比率增加到105. 因此,对于传统肖特基二极管,±1.5 V 时的整流比 (ION/IOFF) 在 250 °C 时降低到小于 1,而对于 SiN 涂层二极管,精馏一直持续到 500 °C。具有 SiN 中间层的二极管的 I-V 特性可以在暴露于 400 °C 或更低温度后恢复。接触退化发生在 500 °C,尽管设备尚未被破坏。在这里,我们报告了使用 LPCVD SiN 中间层的 N 极 GaN 肖特基接触操作高达 500 °C。