In diesem Experiment wurde das metallorganische chemische Gasphasenabscheidungsverfahren (MOCVD) verwendet, um Ga₂O₃-Dünnfilme auf einem Ga₂O₃ (001)-Substrat epitaktisch zu züchten, anschließend wurde mittels Magnetronsputtern eine p-NiO-Schicht auf den Ga₂O₃-Film abgeschieden, wodurch eine Ga₂O₃/NiO-Heterostruktur gebildet und eine JBS-Schottky-Diode hergestellt wurde. Die Kristallqualität, die Oberflächenmorphologie und die Dicke des Ga₂O₃-Films wurden mittels Röntgendiffraktometrie (XRD), Rasterkraftmikroskopie (AFM) und feldemissions-basiertem Rasterelektronenmikroskop (SEM) charakterisiert und analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die homoepitaktisch gewachsenen Ga₂O₃-Filme bevorzugt in <001>-Richtung orientiert sind, die Filmoberfläche relativ glatt und mit dem Stufenwachstumsmodell konform ist; die NiO-Filmoberfläche ist glatt und hat ein Inselwachstumsmuster. Die Gerätetests zeigten deutliche Gleichrichter- und Schaltcharakteristika sowie eine hohe Spannungsfestigkeit des JBS. Bei einer Vorwärtsspannung von 5 V erreichte das Bauelement eine Stromdichte (J) von 216 A/cm² und einen spezifischen Durchlasswiderstand (R_on,sp) von 9,6 mΩ∙cm²; die Einschaltspannung (V_on) liegt bei etwa 0,5 V, das Sperrverhältnis des Geräts erreichte bei ±3 V eine Größe von 1×10⁸. Bei Rückwärtsspannung liegt die Durchbruchspannung (BV) bei etwa 440 V, die Leistungsfigurenbewertung (PFOM) erreichte 20,16 MW/cm². Auf dieser Grundlage wurde die Gerätearchitektur mit der TCAD-Software simuliert und basierend auf dem inneren elektrischen Feld die Funktionsweise analysiert. Die Ga₂O₃/NiO-basierte JBS weist sowohl geringe Leitungsverluste als auch hohe Spannungsfestigkeit auf und bietet einen neuen Ansatz für die Entwicklung von Hochspannungsleistungshalbleitern auf Ga₂O₃-Basis.

Galliumoxid; metallorganische chemische Gasphasenabscheidung; n-Ga₂O₃/p-NiO; Schottky-Diode mit Verbindungsbarriere