[实用新型]高电子迁移率二极管和半导体器件

说明书

本实用新型涉及高电子迁移率二极管和半导体器件。在一个实施方案中，一种形成HEM二极管的方法可包括形成具有高正向电压的HEM二极管，所述正向电压大于HEMT的栅极至源极阈值电压或P‑N二极管的正向电压中的一者。

技术领域

本实用新型整体涉及电子器件，更具体地讲，涉及高电子迁移率二极管和半导体器件。

背景技术

过去，半导体工业利用各种方法和结构来形成高电子迁移率(HEM)半导体器件。此类器件的一些实施方案利用了从元素周期表的III族或V族中选择的材料层，并且在一些应用中使用了复合半导体材料。所选择的材料有时被安排成在两种半导体材料之间形成异质结。例如，半导体材料可以使用氮化镓(GaN)层或氮化镓铝(AlGaN)层。在一些应用中，HEM器件可能是通常被称为HEM晶体管(HEMT)的晶体管。通常，可取的是将一个保护二极管连接到HEMT来提供过电压状况保护。然而，由III族或V族半导体材料形成的二极管通常具有较低的正向电压。在一些示例中，正向电压可能已经在三至四伏(3-4V)的范围内。因此，此类二极管通常不适合用作保护二极管。因此，保护二极管通常被连接，使得反向击穿电压将为HEMT提供保护。在一些应用中，其他类型的二极管外部连接到HEMT来提供过电压保护。这些外部二极管通常会增加系统成本。

因此，期望具有正向电压足够大而能够提供过电压保护的保护二极管，或者期望具有能够提供过电压保护的HEM二极管，或期望具有能够在与HEMT相同的半导体管芯上提供过电压保护的HEM二极管。

实用新型内容

至少为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种HEM二极管和半导体器件。

根据一个方面，提供了一种HEM二极管，包括：所述HEM二极管的正向电压大于HEMT的栅极至源极阈值电压或P-N二极管的正向电压中的一者。

根据另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一复合半导体层；第二复合半导体层，所述第二复合半导体层位于所述第一复合半导体层上；阴极电极，所述阴极电极位于所述第二复合半导体层的第一部分上；第三复合半导体层，所述第三复合半导体层位于所述第二复合半导体层的第二部分上并且与所述阴极电极间隔开第一距离；阳极电极，所述阳极电极位于所述第三复合半导体层上；控制元件，所述控制元件被形成为所述第二复合半导体层的第三部分上的第四复合半导体层，所述控制元件与所述阴极电极间隔开第二距离，其中所述第二距离小于所述第一距离，所述控制元件电耦接到所述第三复合半导体层。

附图说明

图1以一般方式示出了根据本实用新型的半导体器件的实施方案的示例的一部分的平面图，该半导体器件可以包括一起形成在单个半导体管芯上的高电子迁移率晶体管(HEMT)和高电子迁移率二极管(HEM二极管)；

图2示出了根据本实用新型的图1的二极管的实施方案的示例的剖面部分；

图3示意性地示出了根据本实用新型的可以由图1的器件的实施方案形成的电路的实施方案的示例。

图4是根据本实用新型的具有以一般方式示出在操作图1的器件的实施方案的示例期间可形成的一些信号的示例的图的曲线图；

图5是根据本实用新型的具有以一般方式示出在操作图1的器件的实施方案的示例期间可形成的一些其他信号的示例的图的曲线图；

图6示出了根据本实用新型的可以是图2的二极管的替代实施方案的HEM二极管的实施方案的示例的横截面部分；

图7示出了根据本实用新型的可以是图1至图2的元件中的至少一者的替代实施方案的元件的一个示例性实施方案的平面图；

图8示出了根据本实用新型的可以是图1至图2的元件中的至少一者的替代实施方案的元件的另一个示例性实施方案的平面图；