[发明专利]在异质基底上的第III族氮化物缓冲层结构的p型掺杂

权利要求书

1.在异质基底上的外延第III族氮化物缓冲层结构，其中所述缓冲层结构包括至少一个应力管理层序列，所述应力管理层序列包括位于第一和第二第III族氮化物层之间及与第一和第二第III族氮化物层相邻的间层结构，其中所述间层结构包含具有比所述第一和第二第III族氮化物层的材料更大的带隙的第III族氮化物间层材料，及其中p型掺杂剂浓度分布由至少1×10¹⁸cm^-3开始在由所述间层结构至所述第一和第二第III族氮化物层的过渡中降低至少2倍，及

-所述间层结构包括位于第二第III族氮化物间层和第三第III族氮化物间层之间及与这两个间层相邻的第一第III族氮化物间层，

-所述第一、第二和第三第III族氮化物间层各自具有均匀的组成，

-所述第一第III族氮化物间层的带隙大于所述第二第III族氮化物间层和所述第三第III族氮化物间层的带隙，及其中

-p型掺杂剂浓度贯穿整个所述间层结构为至少5×10¹⁸cm^-3，

-其中p型掺杂剂浓度是贯穿整个所述间层结构恒定的。

2.根据权利要求1的缓冲层结构，其中p型掺杂剂浓度分布在由所述间层结构至所述第一和第二第III族氮化物层的过渡中降低至少一个数量级。

3.根据权利要求1的缓冲层结构，其中p型掺杂剂浓度分布在由所述间层结构至所述第一和第二第III族氮化物层的过渡中降低至少两个数量级。

4.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其中具有更大带隙的第III族氮化物间层材料额外具有比所述第一或第二第III族氮化物层或者比所述第一和第二第III族氮化物层更大的氧浓度。

5.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其中所述p型掺杂剂是碳或镁或碳与镁的组合。

6.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其中所述第一或第二或者所述第一和第二第III族氮化物层具有在1×10¹⁶/cm³和1×10¹⁸/cm³之间的p型掺杂剂浓度。

7.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其包括至少两个应力管理层序列，其中位于相对于所述基底比第一应力管理层序列更大距离处的第二应力管理层序列具有第二间层结构。

8.根据权利要求7的缓冲层结构，其中所述第二间层结构与所述第一间层结构的区别在于以下的至少一种：间层结构的至少一个间层的层厚度、间层结构的至少一个间层中的p型掺杂剂浓度、间层结构的至少一个间层的材料组成以及间层结构中的间层的数量。

9.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其中在所述缓冲层结构上面沉积有额外的第III族氮化物层，所述额外的层具有渐变的p型掺杂剂浓度分布，其中所述p型掺杂剂浓度在所述额外的层与缓冲层相邻的第一区段中高于所述额外的层进一步远离缓冲层的第二区段中。

10.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其中所述异质基底是硅基底、绝缘体上硅基底或碳化硅基底。

11.根据权利要求1至3之一的缓冲层结构，其进一步包括在所述异质基底和所述应力管理层序列之间沉积的缓冲层叠物，所述缓冲层叠物包括：

a)在组成上渐次变化的AlGaN缓冲层，其具有随着相对于所述异质基底的距离增大而增大的Ga分数，或者

b)通过两种第III族氮化物层交替层叠而形成的超晶格，

其中所述缓冲层叠物具有至少1×10¹⁷cm^-3的p型掺杂剂浓度。

12.第III族氮化物器件，其包括在所述异质基底上的根据权利要求1至11之一的外延第III族氮化物缓冲层结构。