【摘 要】
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第三代宽禁带半导体材料氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）具有高击穿电压、高电子迁移率、高热稳定性等诸多优良特性,是制备功率器件非常理想的半导体材料。Ga N基结势垒肖特基二极管（Junction Barrier controlled Schottkey Diode,JBS）得益于氮化镓材料优势的同时,结合了PN结二极管和肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode
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第三代宽禁带半导体材料氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）具有高击穿电压、高电子迁移率、高热稳定性等诸多优良特性,是制备功率器件非常理想的半导体材料。Ga N基结势垒肖特基二极管（Junction Barrier controlled Schottkey Diode,JBS）得益于氮化镓材料优势的同时,结合了PN结二极管和肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode,SBD）优势,具备大电流、高阻断电压、快速开关等特性,在射频通信、工业控制、绿色能源等领域有着广阔的应用前景。论文设计了一种带有复合终端结构的准纵向Ga N JBS二极管。首先仿真分析了器件元胞结构中的关键参数（包括N-外延层、P+环和阳极接触势垒高度等）对器件正向导通、反向阻断特性的影响,在此基础上,获得更优Baliga品质因数（Baliga Figure of Merit,BFOM）的元胞结构。在终端设计方面,考虑准纵向结构横向尺寸受限的难题,采用了带有结终端扩展、缓变间距浮空场限环和浮空场板的复合终端结构,在减小终端面积的同时可以有效缓解主结边缘电场集中现象,屏蔽氧化层电荷对器件内部电场分布的影响,显著提高了器件的耐压能力。其次,仿真分析了准纵向Ga N JBS二极管的高温和抗浪涌可靠性,结果表明所设计的带有复合终端结构的准纵向Ga N JBS二极管具有优异的热稳定性及较强抗浪涌耐受能力。最终仿真结果表明:本文所设计的准纵向Ga N JBS二极管的开启电压为0.7V,击穿电压为860V,特征导通电阻为4.2mΩ·cm~2,且其在高温（300℃）下击穿电压漂移在30%以内,浪涌耐受峰值超过30A,满足设计指标要求。
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