[发明专利]半导体异质结构二极管

权利要求书

1.一种二极管，包括：

第一Ⅲ-N材料层；

第二Ⅲ-N材料层，位于所述第一Ⅲ-N材料层上，其中由于所述第一Ⅲ-N材料层和所述第二Ⅲ-N材料层之间的成分差异，2DEG沟道位于所述第一Ⅲ-N材料层中；和

两个端子，其中第一端子是由与所述第二Ⅲ-N材料层形成的肖特基接触构成的阳极，并且第二端子是与所述2DEG沟道欧姆接触的单一阴极。

2.如权利要求1的二极管，其中当所述二极管正向偏置时，电流主要通过肖特基势垒和2DEG沟道从所述阳极流向所述阴极。

3.如前述权利要求中任一项的二极管，其中所述第一Ⅲ-N材料层包含GaN。

4.如前述权利要求中任一项的二极管，其中所述第二Ⅲ-N材料层在对应于所述阳极的位置处是凹进的。

5.如前述权利要求中任一项的二极管，进一步包括电连接到所述阳极的场极板。

6.如权利要求5的二极管，进一步包括围绕所述阳极且位于所述场极板和所述第二Ⅲ-N材料层之间的绝缘层。

7.如前述权利要求中任一项的二极管，进一步包括背面导电层，其中：

所述第二Ⅲ-N材料层包括凹进，在所述凹进中所述背面导电层与所述阴极电接触。

8.如权利要求7的二极管，其中所述第二Ⅲ-N材料层的区域是n型的，所述区域接触所述阴极和所述导电层。

9.如前述权利要求中任一项的二极管，进一步包括：

第三Ⅲ-N材料层，位于所述第二Ⅲ-N材料层的与所述第一Ⅲ-N材料层相反的一侧上；和

绝缘体层，位于所述第三Ⅲ-N材料层的与所述第二Ⅲ-N材料层相反的一侧上，其中所述第三Ⅲ-N材料层至少是所述第二Ⅲ-N材料层的五倍厚并且是掺杂的，并且所述阳极位于所述第二Ⅲ-N材料层和所述绝缘体层中的凹进中。

10.一种组件，包括

权利要求9的二极管；和

Ⅲ-N晶体管，其中所述二极管的两个端子中的一个端子电连接到所述Ⅲ-N晶体管的端子。

11.如权利要求10的组件，

其中所述二极管的所述阳极电连接到所述Ⅲ-N晶体管的漏极。

12.如权利要求10或11的组件，其中所述二极管和所述Ⅲ-N晶体管位于公用衬底上。

13.一种组件，包括

权利要求1-8中任一项的二极管；和

Ⅲ-N晶体管，其中所述二极管的两个端子中的一个端子电连接到所述Ⅲ-N晶体管的端子。

14.如权利要求13的组件，其中所述二极管的阳极电连接到所述Ⅲ-N晶体管的漏极。

15.如权利要求13或权利要求14的组件，其中所述二极管和所述Ⅲ-N晶体管位于公用衬底上。

16.一种二极管，包括：

第一Ⅲ-N材料层；

第二Ⅲ-N材料层，位于所述第一Ⅲ-N材料层上，其中所述第二Ⅲ-N材料层与所述第一Ⅲ-N层成分不同；

第三Ⅲ-N材料层，位于所述第二Ⅲ-N材料层上，并且所述第三Ⅲ-N材料层与所述第二Ⅲ-N材料层成分不同；

第四Ⅲ-N材料层，位于所述第三Ⅲ-N材料层上，其中由于所述第三Ⅲ-N材料层和所述第四Ⅲ-N材料层之间的成分差异，在所述第三Ⅲ-N材料层中邻近所述第四Ⅲ-N材料层处产生2DEG沟道；

两个端子，其中第一端子是由与所述第四Ⅲ-N材料层的肖特基接触构成的阳极，并且第二端子是与所述2DEG沟道欧姆接触的单一阴极。

17.如权利要求16的二极管，其中在第一Ⅲ-N材料层中邻近第二Ⅲ-N材料层处产生了第二2DEG沟道。

18.一种组件，包括：

权利要求16或权利要求17的二极管；和

增强型Ⅲ-N晶体管，其中所述二极管的端子电连接到所述Ⅲ-N晶体管的端子。

19.如权利要求18的组件，其中所述二极管的阳极电连接到所述晶体管的漏极。

20.如权利要求18或权利要求19的组件，其中所述二极管和所述Ⅲ-N晶体管位于公用衬底上。