[實用新型]高電子遷移率二極管和半導體器件

有效

• 申請號: 201820078110.3
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN208189596U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 全祐哲
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/778
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 王娜麗;姚開麗

1.一種半導體器件，包括具有高正向電壓的二極管，所述半導體器件包括：

半導體襯底；

覆蓋在所述半導體襯底的第一部分上面的氮化鎵溝道層；

在所述氮化鎵溝道層上的氮化鎵鋁載流子供應層，其中在所述氮化鎵溝道層與所述氮化鎵鋁載流子供應層之間的界面附近形成2DEG區域；

在所述氮化鎵鋁載流子供應層的第一部分上的金屬陰極；

在所述氮化鎵鋁載流子供應層的第二部分上的第一P型GaN層，其中所述第一P型GaN層與所述金屬陰極間隔開第一距離；

定位于所述第一P型GaN層與所述金屬陰極之間的絕緣體；

覆蓋在所述第一P型GaN層上面并電連接到所述第一P型GaN層的金屬陽極；

在所述氮化鎵鋁載流子供應層上的作為P型氮化鎵材料的控制元件，其中所述控制元件電耦接到所述第一P型GaN層，包括在與所述第一P型GaN層相距第二距離處形成所述控制元件，其中所述第二距離小于所述第一距離，并且其中所述控制元件的寬度小于所述第一P型GaN層的寬度。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括從所述第一P型GaN層延伸到所述控制元件的第二P型GaN層，其中所述第二P型GaN層在所述第一P型GaN層與所述控制元件之間形成電耦接。

3.根據權利要求2所述的半導體器件，還包括所述第二P型GaN層，所述第二P型GaN層從所述第一P型GaN層橫向延伸，從而鄰接所述控制元件并形成與所述控制元件的電連接。

4.一種高電子遷移率二極管，包括：

所述高電子遷移率二極管的正向電壓大于HEMT的柵極至源極閾值電壓或P-N二極管的正向電壓中的一者。

5.根據權利要求4所述的高電子遷移率二極管，還包括：

半導體襯底；

第一半導體層，所述第一半導體層來自III族或V族半導體材料，其中所述第一半導體層與下面的第二半導體層形成2DEG；

陰極電極，所述陰極電極位于所述第一半導體層的第一部分上；

形成第一半導體材料的另一III族或V族半導體材料的第三半導體層，所述第三半導體層位于所述第一半導體層的第二部分上，其中所述第三半導體層與所述陰極電極間隔開第一距離；

所述高電子遷移率二極管的陽極電極，所述高電子遷移率二極管的所述陽極電極位于所述第三半導體層上；和

第二半導體材料的控制元件，所述控制元件橫向定位在所述第三半導體層與所述陰極電極之間并且電連接到所述第三半導體層，其中所述第二半導體材料與所述第一半導體層形成P-N結。

6.根據權利要求5所述的高電子遷移率二極管，包括直接位于所述第一半導體層的所述第一部分上的所述陰極電極，其中所述高電子遷移率二極管在所述陰極電極與所述第一半導體層的所述第一部分之間不含P型材料。

7.一種半導體器件，包括：

第一復合半導體層；

第二復合半導體層，所述第二復合半導體層位于所述第一復合半導體層上；

陰極電極，所述陰極電極位于所述第二復合半導體層的第一部分上；

第三復合半導體層，所述第三復合半導體層位于所述第二復合半導體層的第二部分上并且與所述陰極電極間隔開第一距離；

陽極電極，所述陽極電極位于所述第三復合半導體層上；

控制元件，所述控制元件被形成為所述第二復合半導體層的第三部分上的第四復合半導體層，所述控制元件與所述陰極電極間隔開第二距離，其中所述第二距離小于所述第一距離，所述控制元件電耦接到所述第三復合半導體層。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，其中所述第三復合半導體層和所述第四復合半導體層由基本上相同類型的材料形成。

9.根據權利要求7所述的半導體器件，還包括第五復合半導體層，所述第五復合半導體層從所述第三復合半導體層延伸以鄰接并電連接到所述第四復合半導體層，其中所述第三復合半導體層、所述第四復合半導體層和所述第五復合半導體層基本上相同。

10.根據權利要求7所述的半導體器件，其中所述控制元件使所述半導體器件的正向電壓大于P-N結的正向電壓。