［本站讯］集成电路学院刘超教授团队在超宽禁带半导体AlGaN功率器件研究中取得新进展，相关成果以“1 kV vertical Al0.51Ga0.49N power Schottky diodes”为题，发表在电子器件领域权威期刊Applied Physics Letters。刘超教授为论文通讯作者，博士研究生张淑慧为论文第一作者，山东大学为该论文第一完成单位，合作单位为圆融光电科技股份有限公司。
与传统的宽禁带半导体材料相比，超宽禁带半导体材料具有更大的禁带宽度、更高的击穿场强以及更优异的高温稳定性，在电力电子领域具有显著的优势和巨大的潜力。然而，典型的超宽禁带半导体材料中，氧化镓（Ga2O3）和氮化铝（AlN）面临p型掺杂困难的关键挑战，金刚石则存在n型掺杂效率低的问题，难以实现在商用功率器件中普遍采用的、用于高压阻断以及电场调控的PN结结构，严重制约其实际应用。得益于深紫外光电产业的发展，n型和p型AlGaN材料的金属有机物化学气相沉积（MOCVD）工艺已形成完备的技术方案。并且，当Al组分达到~50%时，AlGaN的禁带宽度可达~4.8 eV，临界击穿场强约为8.7 MV/cm，与Ga2O3相当，为超宽禁带半导体功率器件提供新的平台。
在国家和省级科技计划项目的支持下，山东大学联合圆融光电科技股份有限公司基于蓝宝石衬底上的Al0.51Ga0.49N外延结构，开发了原位氧化工艺，研制出1kV垂直型AlGaN肖特基功率二极管。利用Al0.51Ga0.49N材料中Al与氧结合能力强的特性，在AlGaN表面能形成更稳定、致密的钝化层，从而更有效地抑制高电场下的势垒降低与漏电。经此处理，器件的反向漏电流密度降低了三个数量级，击穿电压由662 V提升至1045 V，为已报道的最佳水平。
