[发明专利]用于功率器件的氮化镓外延结构

权利要求书

1.一种用于在具有衬底热膨胀系数的工程化衬底上制备多层器件的方法，所述方法包括：

提供所述工程化衬底，所述工程化衬底包括：

多晶陶瓷衬底；

封装所述多晶陶瓷衬底的阻挡层；

耦合至所述阻挡层的键合层；和

耦合至所述键合层的单晶硅层；

在所述单晶硅层上生长缓冲层；和

在所述缓冲层上生长第一外延层，其中，所述第一外延层的特征是具有与所述衬底热膨胀系数实质上相同的外延热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一外延层包括掺杂氮化镓GaN。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一外延层包括氮化铝镓AlGaN。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

生长第二外延层，所述第二外延层包括耦合至所述第一外延层的未掺杂氮化镓GaN；和

生长耦合至所述第二外延层的第三外延层；

其中，所述第二外延层与所述第三外延层之间的界面形成高电子迁移率晶体管HEMT的导电沟道。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第三外延层包括氮化铝镓AlGaN或氮化铟铝InAlN。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述单晶硅层通过层转移工艺在所述键合层上形成。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述单晶硅层通过剥离转移到所述键合层。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：形成穿过所述工程化衬底耦合至所述单晶硅层的电接触。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

生长设置于所述缓冲层与所述第一外延层之间的导电外延层；和

形成穿过所述第一外延层耦合至所述导电外延层的电接触。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：形成设置于所述缓冲层与所述导电外延层之间的氮化硅的局部单层。

11.一种用于在具有衬底热膨胀系数的工程化衬底上制备多层器件的方法，所述方法包括：

提供所述工程化衬底，所述工程化衬底包括：

多晶陶瓷衬底；

封装所述多晶陶瓷衬底的阻挡层；

耦合至所述阻挡层的键合层；和

耦合至所述键合层的单晶硅层；

在所述单晶硅层上生长缓冲层；

生长耦合至所述缓冲层的第一外延层，其中，所述第一外延层的特征是具有与所述衬底热膨胀系数实质上相同的外延热膨胀系数；

生长耦合至所述第一外延层的氮化铝镓AlGaN背阻挡层；

生长耦合至所述氮化铝镓AlGaN背阻挡层的未掺杂氮化镓GaN层；和

生长耦合至所述未掺杂氮化镓GaN层的阻挡层。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一外延层包括非故意掺杂的氮化镓GaN。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一外延层包括未掺杂氮化镓GaN和掺杂氮化镓GaN的交替层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述掺杂氮化镓GaN包括碳掺杂的氮化镓C-GaN或铁掺杂的氮化镓Fe-GaN。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述氮化铝镓AlGaN背阻挡层的铝摩尔分数在3%至15 %的范围。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述工程化衬底包括单晶膜，所述单晶膜键合至包括多晶陶瓷芯的结构。