Published 2022 | Version v1
Journal article

Deep Level Transient Fourier Spectroscopy (DLTFS) and Isothermal Transient Spectroscopy (ITS) in vertical GaN-on-GaN Schottky barrier diodes

Others:
IIT Dharwad (IITD)
Ampère, Département Energie Electrique (EE) ; Ampère (AMPERE) ; École Centrale de Lyon (ECL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2) ; Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)

Description

The paper explores the Deep Level Transient Fourier Spectroscopy (DLTFS) capabilities in characterizing electrically active traps in vertical GaN-on-GaN Schottky barrier diodes (SBDs). The capacitance-DLTFS (C-DLTFS) experiments reveal a prominent electron trap T2 at EC-0.56 eV with a density (NT2) of 8×10 14 cm-3 and a weak presence of another trap at EC-0.18 eV (T1) with NT1 = 3.8×10 13 cm-3 in the SBDs. The C-DLTFS acquired with two emission transients (TE = 20.48 ms and 2.048 s) has resulted in identical trap signatures for T1 and T2. Due to the high NT, the trap T2 at EC-0.56 eV is identified from the current-DLTFS (I-DLTFS) and thermally stimulated capacitance (TSCAP) measurements. Especially the TSCAP results indicate the carrier freeze-out temperature (T < 75 K) in the GaN material. Furthermore, the carrier emission kinetics of the trap T2 is evaluated by performing isothermal transient spectroscopy at a stabilized temperature. The capture time constant of T2 is estimated from the isothermal transients attained with shorter trap-filling pulse widths (< 100 ns).

Abstract

International audience

Additional details

Created:
March 25, 2023
Modified:
November 29, 2023