SBD具有低導通電壓，但在反向偏壓下會受到較高的電流泄漏。相比之下，PND具有高導通和低反向偏置泄漏。反向偏置下的高電流降低了SBD的有效擊穿電壓（BV）特性。

通過使用pn和肖特基勢壘結構，JBSD可以通過減少表面場（RESURF）來組合低導通和低反向偏置泄漏。然而，使用側向pn結的嘗試遭受使用離子注入或再生長步驟增加的工藝復雜性。

相反，Cornell/Qorvo/IQE使用垂直結構，其中p-GaN材料中的溝槽向下延伸以產生與n-GaN的肖特基接觸（圖1）。

圖1：（a）制造的溝槽JBSD的示意性器件頂視圖和橫截面。總肖特基（溝槽）面積設計為每個溝槽直徑相同。（b）在1MHz下通過電容電壓測量提取的n-GaN漂移層中的載流子濃度。（c）代表性的傳輸線方法p-GaN上Pd基歐姆接觸的電流-電壓特性，具有計算的薄層電阻（Rs）和比接觸電阻率（ρc）。

該團隊評論說，松下使用類似的溝槽JBSD在2015年提供的工作中提供優異的故障和同時低導通電阻。然而，RESURF效應無法明確證實，因為特征轉變沒有觀察到導通電壓，并沒有報告二極管的泄漏特性。

使用獨立GaN上的金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）來制造二極管的半導體材料。基材的穿透位錯密度為?2×106/cm2。一般來說，高位錯密度導致較高的反向偏壓泄漏。由于晶格失配，非自由基GaN襯底（如藍寶石和碳化硅）傾向于導致較高位錯密度的GaN外延材料。

通過干蝕刻形成JBSD結構的溝槽。選擇圓形溝槽，因為研究人員預計這會導致沿著周邊更均勻的場分布，與條紋/線性溝槽相比，具有較小的限制尺寸約束。

二極管的陽極為鈀（Pd），分別與p-GaN和n-GaN進行歐姆與肖特基接觸，器件直徑為100μm。研究人員評論道：“邊緣終端不使用額外的場板（FP）結構，因為通常與FP工藝有關的額外泄漏可能掩蓋了具有不同溝槽尺寸的溝槽JBSD漏電流的趨勢。”

具有條紋溝槽的模擬表明，肖特基接觸下的正電荷產生的表面電場終止于p-GaN中的耗盡區而不是肖特基接觸，從而減小了表面場的垂直分量。

圖2：溝槽JBSD的測量電流-電壓特性。（a）對數標度的正向偏置特性。（b）線性標度的正向偏置顯示兩步開啟。（c）對數標度反向偏差。

JBSD和比較SBD在大約1V的正向偏壓和理想因素下打開，范圍為1-1.05（圖2）。當溝槽變小時，轉向上移。隨著溝槽尺寸向下縮小，反偏壓泄漏減小。與傳統SBD相比，1μm溝槽JBSD的泄漏電流降低達20倍，達到PND泄漏水平。由于總溝槽面積設計為具有相同的總面積，泄漏電流的減少是由于溝槽JBSD設計產生的RESURF效應。

PND和JBSD的擊穿電壓相似，在250-650V的范圍內。SBD崩潰通常略低，在275-425V的范圍內。SBD性能可能受到陽極金屬邊緣嚴重邊緣場擠壓的影響。研究人員期望具有合適的邊緣端接結構的高擊穿電壓。

通過增加溝槽尺寸的JBSD，150V偏壓下的反向電流泄漏從純PND增加到SBD。PND電流密度泄漏在10-5-10-4A/cm2范圍內，而SBD泄漏擴散在?3×10-4A/ cm2?10-1A/cm2之間。

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