SCMs|NiO/Ga2O3 p+-n异质结功率二极管中陷阱介导双极型电荷输运研究

构筑NiO/Ga₂O₃ p⁺-n异质结是克服Ga₂O₃ p型掺杂瓶颈从而实现双极型功率电子器件的有效途径，然而限制器件性能的缺陷行为与双极型电荷输运等物理机制尚不明晰。

近日，南京大学叶建东教授等人在Science China Materials发表研究论文，阐明了NiO/Ga₂O₃ p⁺-n异质结中陷阱介导的载流子输运、俘获和复合动力学之间的内在关联特性。

本文要点：

1) 变温电流-电压特性的量化分析表明，在正偏亚阈值区，陷阱辅助隧穿占据主导地位，符合多数载流子陷阱介导的Shockley-Read-Hall复合模型，其陷阱激活能为0.64 eV，与深能级瞬态谱测试的陷阱能级位置（E_C - 0.67 eV）非常吻合；当正向偏压大于器件开启电压时，器件输运特性由少数载流子扩散所主导，器件理想因子接近于1。

2) 在反向偏置的高场作用下，器件漏电机制则由β-Ga₂O₃体材料中的陷阱引起的Poole-Frenkel（PF）发射所导致。

3) PF发射的势垒高度为0.75 eV，与等温变频深能级瞬态谱测得的陷阱能级位置（E_C - 0.75 eV）相一致。

这一工作有助于建立NiO/Ga₂O₃ p⁺-n异质结中双极型电荷输运和深能级缺陷行为间的内在关联，对理解和发展Ga₂O₃双极型功率整流器件具有重要的参考价值。

文章信息

Wang Z., Gong H. H., Yu X. X., et al. Trap-mediated bipolar charge transport in NiO/Ga₂O₃ p⁺-n heterojunction power diodes. Sci. China Mater. (2022).https://doi.org/10.1007/s40843-022-2244-y

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