[发明专利]光调制的二极管和功率电路

说明书

本发明公开了一种光调制的二极管和功率电路，该光调制的二极管包括：第一半导体层，所述第一半导体层具有第一导电类型；形成在所述第一半导体之上的第一金属层；形成在所述第一半导体层之上的发光结构，其中，所述发光结构用于产生用于激发所述第一半导体层中电子‑空穴对的光线。本发明的光调整二极管和功率电路，将发光结构设置在第一半导体层之上，在不影响器件关态电流的前提下，利用光照极大地改善器件的导通压降。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种光调制的二极管和功率电路。

背景技术

功率二极管的结构简单，在整流电路、逆变器等功率电路中有广泛应用。为了提高功率二极管的反向耐压特性，即提高其反向击穿电压，往往需要掺杂浓度较低的半导体层形成pn结或者肖特基结，这也造成其导通时的正向压降大，即正向特性变差。

氮化镓(GaN)宽禁带直接带隙材料具有高硬度、高热导率、高电子迁移率、稳定的化学性质、较小的介电常数和耐高温等优点，所以GaN在发光二极管、高频、高温、抗辐射、高压等电力电子器件中有着广泛的应用和巨大的前景。

迄今为止，基于GaN材料的异质结高电子迁移率晶体管(HEMT)已经有了广泛的应用和研究，而基于GaN材料的功率二极管的应用还很少，其器件性能和结构还有值得进一步改善之处。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有结构简单、导通压降小的光调制的二极管。

根据本发明实施例的光调制的二极管，包括：第一半导体层；形成在所述第一半导体层之上的第一金属层；形成在所述第一半导体层之上的发光结构，其中，所述发光结构用于产生用于激发所述第一半导体层中电子-空穴对的光线。

在本发明的一个实施例中，进一步包括：形成在所述第一半导体层之下的第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层具有相反的导电类型。

在本发明的一个实施例中，进一步包括：形成在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的第三半导体层，所述第三半导体层为本征半导体。

在本发明的一个实施例中，进一步包括：形成在所述第一半导体层之中且在所述发光结构之下的重掺杂区。

在本发明的一个实施例中，所述第一半导体层的上表面开有凹槽，所述发光结构形成在所述凹槽中，所述发光结构的侧壁与所述凹槽之间设置有绝缘介质层。

在本发明的一个实施例中，所述第一半导体层包括具有直接带隙结构的半导体材料。

在本发明的一个实施例中，所述半导体材料包括氮化物半导体材料、砷化物半导体材料、氧化物半导体材料或锑化物半导体材料。

在本发明的一个实施例中，所述发光结构为发光二极管结构。

在本发明的一个实施例中，所述发光二极管结构包括发光层，所述发光层为量子阱或多量子阱结构。

在本发明的一个实施例中，所述发光层材料与所述第一半导体层的材料属于同一系列。

在本发明的一个实施例中，所述发光层的禁带宽度不小于所述第一半导体层的禁带宽度。

在本发明的一个实施例中，进一步包括：同步结构，用于控制所述光调制的二极管和所述发光结构同步开启。

由上可知，根据本发明实施例的光调制的二极管至少具有如下优点：

相对于传统的独立二极管而言，本发明提出的光调制的二极管，将发光结构第一半导体层之上，在不影响器件关态电流的前提下，利用光照极大地降低器件的导通压降，改善导通性能。

本发明的另一个目的在于提出一种功率电路。