该文档属于类型a，是一篇关于β-Ga₂O₃肖特基二极管选择性高阻区形成技术的原创研究论文。以下是学术报告内容：

一、作者及发表信息
本研究由来自中国科学技术大学微电子学院的Qiming He、Xuanze Zhou、Qiuyan Li等团队主导，合作单位包括北京航空航天大学。论文题为《Selective High-Resistance Zones Formed by Oxygen Annealing for β-Ga₂O₃ Schottky Diode Applications》，发表于《IEEE Electron Device Letters》2022年11月刊（Vol. 43, No. 11）。

二、学术背景
β相氧化镓（β-Ga₂O₃）作为超宽禁带（4.5–4.9 eV）半导体材料，因其高击穿电场和低导通损耗特性，在功率器件领域具有重要潜力。然而，为实现器件性能的理论极限，需通过选择性区域掺杂技术优化结构设计。传统方法如离子注入（镁、氮或氩离子）虽能形成高阻（High-Resistance, HR）区，但存在设备成本高、工艺复杂等问题。本研究提出一种高温氧退火（Oxygen Annealing）新工艺，利用多晶硅（Poly-Si）作为掩模层，在β-Ga₂O₃晶圆上选择性形成HR区，以简化制造流程并提升肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode, SBD）的性能。

研究目标包括：
1. 验证Poly-Si在1100°C氧退火中对β-Ga₂O₃电导率的局部保护效果；
2. 开发HR区作为阳极边缘终端（Anode Edge Termination, ET）结构，降低漏电流并提高击穿电压（Vbr）。

三、实验流程
1. 晶圆制备
- 样品设计：使用HVPE（卤化物气相外延）法生长的β-Ga₂O₃外延片（厚度~9 μm，载流子浓度~10¹⁸ cm⁻³），分为三组：
- 样品A：覆盖400 nm Poly-Si作为退火掩模层（Annealing Cap Layer, ACL），图案化后选择性退火；
- 样品B：全覆盖2 μm PECVD二氧化硅（SiO₂）作为对照；
- 样品C：无掩模层（裸片）。
- 退火工艺：1100°C、8小时氧气氛退火（O₂流量3000 sccm），退火后通过缓冲氧化物刻蚀（BOE）去除ACL，并进行ICP干法刻蚀以清除表面污染。

1. 器件制备

   • SBD结构：采用Ni/Au（50/150 nm）作为肖特基阳极，Ti/Al/Ni/Au（20/160/40/100 nm）作为欧姆阴极。
     
   • 测试方法：使用Keysight B1500A分析仪测量电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性，B1505A功率分析仪测量击穿电压（器件浸入FC-770绝缘液中）。
     

2. 创新方法

   • Poly-Si掩模技术：首次证明Poly-Si在高温氧退火中能有效阻挡氧扩散，保持掩模区载流子浓度（~1.8×10¹⁶ cm⁻³），而未掩模区浓度降至~3.0×10¹⁴ cm⁻³。
     
   • HR-ET设计：通过控制HR区长度（Lₑₜ=3–20 μm）优化电场分布。
     

四、主要结果
1. 掩模效果验证
- 颜色变化：退火后样品B/C变为无色透明（电导率显著下降），而样品A保留浅蓝色，证实Poly-Si的氧阻挡能力。
- 电学特性：样品A的掩模区载流子浓度保持稳定，HR区耗尽宽度达2.4 μm（零偏压）。

1. 器件性能

   • 正向特性：HR-SBD的导通电阻（Rₒₙ,ₛₚ）为4.1 mΩ·cm²（2 V下），理想因子（n）较高（1.7–2.3），可能与退火后表面缺陷有关。
     
   • 反向特性：ET-SBD（Lₑₜ=15 μm）击穿电压达1800 V，漏电流较常规SBD降低两个数量级，功率优值（Baliga’s FOM）为0.78 GW/cm²。
     

2. 机制分析

   • 高温氧退火通过镓空位（V_Ga）补偿施主杂质，形成半绝缘层。HR-ET结构可横向扩展电势，抑制边缘电场集中。
     

五、结论与价值
1. 科学价值
- 揭示了Poly-Si在β-Ga₂O₃氧退火中的掩模机制，为选择性掺杂提供了新思路。
- 阐明了HR区深度与载流子浓度的关系，为材料缺陷研究提供参考。

1. 应用价值
   
   • 提出的HR-ET工艺兼容平面结构，可与其他场管理技术（如场板、异质结）结合，进一步优化器件性能。
     
   • 工艺成本低、适合量产，推动β-Ga₂O₃功率器件的商业化进程。
     

六、研究亮点
1. 方法创新：首次将Poly-Si用于β-Ga₂O₃选择性氧退火，突破传统离子注入技术的局限。
2. 性能突破：ET-SBD的击穿电压和漏电流性能达到国际领先水平（对比文献[4][25][29]）。
3. 工艺兼容性：全流程基于标准微电子工艺，易于集成到现有产线。

七、其他发现
- 研究发现样品C（无掩模退火）表现出最佳阻断特性，暗示通过优化退火参数（如温度、时间）可进一步提升HR区性能，未来需深入研究氧退火对β-Ga₂O₃缺陷的调控机制。