[发明专利]III-氮化物器件的集成设计

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

III-N器件，所述III-N器件包括III-N材料结构的第一侧上的导电衬底，以及所述III-N材料结构的与所述衬底相对的侧上的第一栅极、第一源极和第一漏极；以及

场效应晶体管(FET)，所述FET包括第二半导体材料结构、第二栅极、第二源极和第二漏极，所述第二源极在所述第二半导体材料结构的与所述第二漏极相对的侧上；其中

所述FET的所述第二漏极直接接触并且电连接到所述III-N器件的所述第一源极；并且

所述III-N材料结构具有穿过暴露出所述衬底的顶表面的部分的所述III-N材料结构的部分而形成的通孔，并且

所述第一栅极通过所述通孔电连接到所述导电衬底。

2.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述衬底为空穴浓度大于1x10¹⁹个空穴/cm³的掺杂p型。

3.根据权利要求2所述的III-N器件，其中，所述衬底被配置成通过背面金属层电耦接到电路接地。

4.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述III-N材料结构包括III-N缓冲层、III-N沟道层和III-N势垒层，其中，所述缓冲层掺杂有铁、镁或碳。

5.根据权利要求4所述的III-N器件，其中，所述III-N势垒层与所述III-N沟道层之间的组分差异导致在所述III-N沟道层中引起横向2DEG沟道，并且所述第一源极和第一漏极电连接到所述2DEG。

6.根据权利要求4所述的III-N器件，其中，所述III-N缓冲层具有大于4μm的厚度，并且能够阻挡大于600V。

7.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述FET的所述第二漏极通过焊料、焊膏或导电环氧树脂直接接触并且电连接到所述III-N器件的所述第一源极。

8.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述第一栅极的顶表面被完全包封在介电材料中。

9.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述III-N材料结构被定向在N极取向上。

10.根据权利要求1所述的III-N器件，其中，所述器件还包括在所述第一源极与所述第一漏极之间的有源区，并且所述通孔形成在所述有源区的外部。

11.根据权利要求10所述的III-N器件，其中，所述FET至少部分地在所述有源区上方。

12.一种电子部件，包括：

增强模式晶体管；

耗尽模式晶体管，所述耗尽模式晶体管包括导电衬底；以及

封装，所述封装包括导电结构性封装基底，所述封装围封所述增强模式晶体管和所述耗尽模式晶体管两者；其中

所述耗尽模式晶体管的漏极电极电连接到所述封装的漏极引线，所述增强模式晶体管的栅极电极电连接到所述封装的栅极引线，所述增强模式晶体管的源极电极电连接到所述导电结构性封装基底；其中

所述耗尽模式晶体管的栅极电极直接接触并且电连接到所述导电衬底，所述导电衬底直接接触并且电连接到所述导电结构性封装基底，并且所述导电结构性封装基底电连接到所述封装的源极引线。

13.根据权利要求12所述的电子部件，其中，所述耗尽模式晶体管的所述栅极电极电连接到所述封装的所述源极引线而无需外部栅极导线连接件。

14.根据权利要求12所述的电子部件，其中，所述耗尽模式晶体管包括在所述导电衬底上的III-N材料结构。