[发明专利]半导体器件及其制作方法

说明书

本发明涉及微电子技术领域，公开了一种半导体器件及其制作方法。所述半导体器件的两端具有第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极均为由欧姆接触电极和肖特基接触电极短接构成的混合电极。所述第一电极处的第一肖特基接触电极下方的耗尽区会随着所述第二电极上施加电压的增加而逐步扩展，由于扩展的耗尽区的电阻较大，会限制电流的继续增加。当所述第二电极上施加电压达到膝点电压时，所述半导体器件的输出电流趋于饱和，达到某一固定值。同样地，当所述第一电极上施加电压达到膝点电压时，所述半导体器件的输出电流也趋于饱和。因此，对所述半导体器件施加正向偏置电压或反向偏置电压，所述半导体器件均可输出恒定电流。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

恒流二极管具有类似于恒流源的特性，在实际功率系统中有着广泛的应用，如发光二极管照明系统、电池充放电系统以及电信线路系统等等。绝大多数需要恒流源的系统，都可以用上恒流二极管。与基于集成电路的恒流源相比，恒流二极管属于单晶体管器件，具有结构简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点。目前现有的氮化镓单向恒流二极管只能实现单向恒流的功能，但在一些应用领域中也希望器件能够提供双向恒流的功能，如驱动交流LED等。现有技术中通常采用两个恒流二极管和两个普通二极管来提供双向恒流功能，进而驱动交流LED工作。当电路电压是上正下负时，其中一条路径上的恒流二极管和普通二极管导通，为电路提供顺时针的恒定电流；电路电压上负下正时，另一条路径的恒流二极管和普通二极管导通，为电路提供逆时针的恒定电流。但是使用上述双向恒流电路来提供双向恒流功能时需要至少四个器件，成本较高；同时由于电路中采用了普通二极管，所以额外增加了一部分功耗。因此，有必要开发一种具有双向恒流功能的二端器件。

发明内容

基于此，有必要针对目前没有具有双向恒流功能的恒流二极管的问题，提供一种半导体器件及其制作方法。

一种半导体器件，包括衬底；设置在所述衬底上的缓冲层；设置在所述缓冲层上远离所述衬底的一侧的势垒层；其中，所述缓冲层与所述势垒层的交界处形成有二维电子气；设置在所述势垒层远离所述缓冲层一侧两端的第一电极以及第二电极；所述第一电极包括形成在所述势垒层上的第一欧姆接触电极，以及与所述第一欧姆接触电极短接的第一肖特基接触电极；所述第二电极包括形成在所述势垒层上的第二欧姆接触电极，以及与所述第二欧姆接触电极短接的第二肖特基接触电极；设置在所述势垒层远离所述缓冲层的一侧，且位于所述第一电极及第二电极之间的钝化层。

上述半导体器件，两端均具有由欧姆接触电极和肖特基接触电极短接构成的第一电极和第二电极，第一电极的肖特基结下方的耗尽区会随着第二电极上施加电压的增加而逐步扩展，二维电子气沟道甚至会被夹断。由于扩展的耗尽区的电阻较大，会限制电流的继续增加，从而形成负反馈。当第二电极上施加的电压达到膝点电压时，所述半导体器件的输出电流趋于饱和，达到某一固定值。同样地，第二电极的肖特基结下方的耗尽区会随着第一电极上施加电压的增加而逐步扩展；当第一电极上施加的电压达到膝点电压时，所述半导体器件的输出电流趋于饱和，达到某一固定值。因此，在所述半导体器件的第一电极或第二电极加上不同的方向的电压，都可以获得在不同方向上的恒定输出电流。本发明提出的半导体器件能够提供双向恒定的输出电流，无需额外附加的器件或者电路，制造成本低，同时器件的导通功耗也较低。

在其中一个实施例中，所述势垒层远离所述缓冲层的一侧上包括刻蚀形成的第一凹槽和第二凹槽；部分所述第一欧姆接触电极位于所述第一凹槽内并与所述第一凹槽的底部相接触形成第一欧姆接触结构，部分所述第一肖特基接触电极位于所述第一凹槽内并与所述第一凹槽的底部相接触形成第一肖特基接触结构；部分所述第二欧姆接触电极位于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的底部相接触形成第二欧姆接触结构，部分所述第二肖特基接触电极位于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的底部相接触形成第二肖特基接触结构。

在其中一个实施例中，所述半导体器件的膝点电压与所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度有关。