该研究采用超高能离子注入和外延生长工艺技术在SiC衬底上制造了肖特基二极管。该器件的击穿电压达到了3800V，导通电阻降至4.5m·Ωcm2。
背景
目前在高压级的功率二极管领域，SiC基单极型器件正在逐步取代双极型Si基功率二极管。而且，SiC的高临界击穿场强允许其在宽范围内实现高效的单极电流输运，而且单极型器件具有更低的开关损耗和高效的功率转换。
在过往的一些研究中已经展示了单外延或多外延实现中高压级耐压水平的SiC-超结(SJ)器件。但是一般的离子注入限制了注入深度，将之限制在了个位数um的深度。在3kV朝上的耐压级别的SiC-SJ器件需要几十um深的超结柱，这就要求工艺多次重复离子注入和外延生长。尽管目前已经有了相应Si基超结器件的替代沟槽外延再填充的工艺，SiC沟槽外延会导致界面处晶体缺陷，使得在高阻断电压的过高的漏电流。所以，在这篇研究中，作者展示了3.5kV级耐压水平的SiC-SJ深注入一次外延的肖特基结势垒二极管。
器件流片
利用超高能量（MeV）离子注入到12um厚的轻掺杂n型SiC衬底中，来形成p型掺杂柱和n型柱，然后再在其上进行12um厚的外延生长，再经过第二轮超高能量离子注入，最终形成24um深的SJ-柱。而器件顶部的肖特基接触就由常规工艺来形成，包括Al注入来形成Ppuls肖特基势垒和Pplus-JTE终端，随后进行场氧和金属化。
电学性能表征
通过上述工艺所得的SiC-SJJBS二极管的开启电压为1.4V，室温下的Ron,sp=4.5mΩ·cm2，150℃下Ron,sp=9.6mΩ·cm2，比一般的SiC单极型极限低了约45%。在击穿电压3.8kV下的漏电流始终低于2uA，这证明了即使经过了两次高能离子注入和外延生长，再经过2000℃的激光退火可以修复晶格损伤，实现低的缺陷密度。
作者还对比了不同的超结柱间距和掺杂水平对器件的导通电阻和耐压的影响。图中我们可以看到，较小的SJ柱间距实现了更高的击穿电压，但这不可避免的形成了高导通电阻。因为SJ-柱过近的距离实现了更大面积的横向耗尽。此外，增加柱掺杂浓度会使得导通电阻降低，这也很好理解，掺杂浓度越大，材料导电性更强，耗尽区越窄。超结柱间距小的时候，柱掺杂浓度越高，击穿电压反而有略微增加，这表明SJ-柱之间的电荷补偿效应更好。但是这种电荷补偿效应在12um的SJ-柱式就不存在了。
电荷补偿效应就是p柱和n柱的掺杂浓度满足NA×WP=WN×ND，NA是p柱掺杂浓度，ND是n柱的掺杂浓度。WP和WN是p柱和n柱的宽度，这样在反向偏置时p柱和n柱的电离电荷完全相互抵消，形成均匀的电场，避免了局部电场集中。
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