Vertical β-Ga2O3 Schottky diodes from metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)-grown epitaxial films are reported in this paper for high-power application devices. The Schottky diode, fabricated with a field termination structure, showed a low differential specific on-resistance of 0.67 mΩ cm2. Furthermore, the MOCVD-grown β-Ga2O3 vertical Schottky diodes exhibited a punch-through breakdown and a higher Baliga's figure-of-merit compared to those from other epitaxial growth methods of similar drift layer thickness. This suggests that the MOCVD growth, supporting high-quality epitaxy, can be promising for high-performance β-Ga2O3-based high-power devices.
References
1.
M.
Higashiwaki
, K.
Sasaki
, A.
Kuramata
, T.
Masui
, and S.
Yamakoshi
, Appl. Phys. Lett.
100
, 013504
(2012
).2.
E.
Farzana
, Z.
Zhang
, P. K.
Paul
, A. R.
Arehart
, and S. A.
Ringel
, Appl. Phys. Lett.
110
(20
), 202102
(2017
).3.
K.
Konishi
, K.
Goto
, H.
Murakami
, Y.
Kumagai
, A.
Kuramata
, S.
Yamakoshi
, and M.
Higashiwaki
, Appl. Phys. Lett.
110
, 103506
(2017
).4.
W.
Li
, K.
Nomoto
, Z.
Hu
, D.
Jena
, and H. G.
Xing
, IEEE Electron Device Lett.
41
, 107
(2020
).5.
W.
Li
, Z.
Hu
, K.
Nomoto
, Z.
Zhang
, J.
Hsu
, Q. T.
Thieu
, K.
Sasaki
, A.
Kuramata
, D.
Jena
, and H. G.
Xing
, Appl. Phys. Lett.
113
, 202101
(2018
).6.
W.
Li
, Z.
Hu
, K.
Nomoto
, R.
Jinno
, Z.
Zhang
, Q. T.
Thieu
, K.
Sasaki
, A.
Kuramata
, D.
Jena
, and H. G.
Xing
, in IEEE IEDM Technical Digest
, San Francisco, CA, USA (2018
), p. 8.5.1
.7.
Z.
Jian
, S.
Mohanty
, and E.
Ahmadi
, Appl. Phys. Lett.
116
, 152104
(2020
).8.
J.
Yang
, F.
Ren
, M.
Tadjer
, S. J.
Pearton
, and A.
Kuramata
, ECS J. Solid State Sci. Technol.
7
(5
), Q92
(2018
).9.
P.
Carey
IV, J.
Yang
, F.
Ren
, R.
Sharma
, M.
Law
, and S.
Pearton
, ECS J. Solid State Sci. Technol.
8
(7
), Q3221
(2019
).10.
J.
Yang
, S.
Ahn
, F.
Ren
, S. J.
Pearton
, S.
Jang
, and A.
Kuramata
, IEEE Electron Device Lett.
38
(7
), 906
(2017
).11.
C.
Joishi
, S.
Rafique
, Z.
Xia
, L.
Han
, S.
Krishnamoorthy
, Y.
Zhang
, S.
Lodha
, H.
Zhao
, and S.
Rajan
, Appl. Phys. Express
11
, 031101
(2018
).12.
C.
Lin
, Y.
Yuda
, M. H.
Wong
, M.
Sato
, N.
Takekawa
, K.
Konishi
, T.
Watahiki
, M.
Yamamuka
, H.
Murakami
, Y.
Kumagai
, and M.
Higashiwaki
, IEEE Electron Device Lett.
40
(9
), 1487
(2019
).13.
E.
Farzana
, E.
Ahmadi
, J. S.
Speck
, A. R.
Arehart
, and S. A.
Ringel
, J. Appl. Phys.
123
(16
), 161410
(2018
).14.
E.
Farzana
, A.
Mauze
, J. B.
Varley
, J. S.
Speck
, A. R.
Arehart
, and S. A.
Ringel
, APL Mater.
7
, 121102
(2019
).15.
N.
Allen
, M.
Xiao
, X.
Yan
, K.
Sasaki
, M. J.
Tadjer
, J.
Ma
, R.
Zhang
, H.
Wang
, and Y.
Zhang
, IEEE Electron Device Lett.
40
(9
), 1399
(2019
).16.
K.
Sasaki
, A.
Kuramata
, T.
Masui
, E. G.
Vıllora
, K.
Shimamura
, and S.
Yamakoshi
, Appl. Phys. Express
5
, 035502
(2012
).17.
M. H.
Wong
, K.
Sasaki
, A.
Kuramata
, S.
Yamakoshi
, and M.
Higashiwaki
, IEEE Electron Device Lett.
37
(2
), 212
(2016
).18.
N.
Moser
, J.
McCandless
, A.
Crespo
, K.
Leedy
, A.
Green
, A.
Neal
, S.
Mou
, E.
Ahmadi
, J. S.
Speck
, K.
Chabak
, N.
Peixoto
, and G.
Jessen
, IEEE Electron Device Lett.
38
(6
), 775
(2017
).19.
S.
Krishnamoorthy
, Z.
Xia
, S.
Bajaj
, M.
Brenner
, and S.
Rajan
, Appl. Phys. Express
10
, 051102
(2017
).20.
M. H.
Wong
, H.
Murakami
, Y.
Kumagai
, and M.
Higashiwaki
, IEEE Electron Device Lett.
41
(2
), 296
(2020
).21.
E.
Ahmadi
, O. S.
Koksaldi
, S. K.
Kaun
, Y.
Oshima
, D. B.
Short
, U. K.
Mishra
, and J. S.
Speck
, Appl. Phys. Express
10
, 041102
(2017
).22.
S.
Rafique
, L.
Han
, M. J.
Tadjer
, J. A.
Freitas
, N. A.
Mahadik
, and H.
Zhao
, Appl. Phys. Lett.
108
, 182105
(2016
).23.
Z.
Feng
, A. F. M.
Anhar Uddin Bhuiyan
, M. R.
Karim
, and H.
Zhao
, Appl. Phys. Lett.
114
, 250601
(2019
).24.
Z.
Feng
, A. F. M. A. U.
Bhuiyan
, Z.
Xia
, W.
Moore
, Z.
Chen
, J. F.
McGlone
, D. R.
Daughton
, A. R.
Arehart
, S. A.
Ringel
, S.
Rajan
, and H.
Zhao
, Phys. Status Solidi RRL
14
, 2000145
(2020
).25.
Y.
Zhang
, F.
Alema
, A.
Mauze
, O. S.
Koksaldi
, R.
Miller
, A.
Osinsky
, and J.
Speck
, APL Mater.
7
, 022506
(2019
).26.
F.
Alema
, A.
Osinsky
, N.
Orishchin
, N.
Valente
, Y.
Zhang
, A.
Mauze
, and J. S.
Speck
, APL Mater.
8
, 021110
(2020
).27.
H.
Ghadi
, J. F.
McGlone
, C. M.
Jackson
, E.
Farzana
, Z.
Feng
, A. F. M. A. U.
Bhuiyan
, H.
Zhao
, A. R.
Arehart
, and S. A.
Ringel
, APL Mater.
8
, 021111
(2020
).28.
E.
Farzana
, J.
Wang
, M.
Monavarian
, T.
Itoh
, K. S.
Qwah
, Z. J.
Biegler
, K. F.
Jorgensen
, and J. S.
Speck
, IEEE Electron Device Lett.
41
(12
), 1806
(2020
).29.
F.
Alema
, Y.
Zhang
, A.
Osinsky
, N.
Valente
, A.
Mauze
, T.
Itoh
, and J. S.
Speck
, APL Mater.
7
(12
), 121110
(2019
).30.
F.
Alema
, Y.
Zhang
, A.
Mauze
, T.
Itoh
, J. S.
Speck
, B.
Hertog
, and A.
Osinsky
, AIP Adv.
10
(8
), 085002
(2020
).31.
G.
Seryogin
, F.
Alema
, N.
Valente
, H.
Fu
, E.
Steinbrunner
, A. T.
Neal
, S.
Mou
, A.
Fine
, and A.
Osinsky
, Appl. Phys. Lett.
117
, 262101
(2020
).32.
H.
Sun
, K.
Li
, C. G. T.
Castanedo
, S.
Okur
, G. S.
Tompa
, T.
Salagaj
, S.
Lopatin
, A.
Genovese
, and X.
Li
, Cryst. Growth Des.
18
(4
), 2370
(2018
).33.
A.
Bhattacharyya
, P.
Ranga
, S.
Roy
, J.
Ogle
, L.
Whittaker-Brooks
, and S.
Krishnamoorthy
, Appl. Phys. Lett.
117
, 142102
(2020
).34.
H.
Ghadi
, J. F.
McGlone
, Z.
Feng
, A. F. M.
Anhar Uddin Bhuiyan
, H.
Zhao
, A. R.
Arehart
, and S. A.
Ringel
, Appl. Phys. Lett.
117
, 172106
(2020
).35.
Z.
Xia
, H.
Chandrasekar
, W.
Moore
, C.
Wang
, A. J.
Lee
, J.
McGlone
, N. K.
Kalarickal
, A.
Arehart
, S.
Ringel
, F.
Yang
, and S.
Rajan
, Appl. Phys. Lett.
115
, 252104
(2019
).36.
H.
Fukushima
, S.
Usami
, M.
Ogura
, Y.
Ando
, A.
Tanaka
, M.
Deki
, M.
Kushimoto
, S.
Nitta
, Y.
Honda
, and H.
Amano
, Appl. Phys. Express
12
, 026502
(2019
).37.
J.
Yang
, F.
Ren
, R.
Khanna
, K.
Bevlin
, D.
Geerpuram
, L.
Tung
, J.
Lin
, H.
Jiang
, J.
Lee
, E.
Flitsiyan
, L.
Chernyak
, S. J.
Pearton
, and A.
Kuramata
, J. Vac. Sci. Technol. B
35
(5
), 051201
(2017
).© 2021 Author(s).
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.
