[发明专利]用于电力电子器件的基于III-N的基材及其制造方法

权利要求书

1.用于电力电子器件的基于III-N的基材，其包括：

基底；

在基底上的III-N层叠体；以及

在基底和III-N层叠体之间的缓冲层结构，

其中，缓冲层结构至少包括第一超晶格层叠体、以及在第一超晶格层叠体上方的第二超晶格层叠体；

第一超晶格层叠体包括重复的第一超晶格单元，所述第一超晶格单元含有多个第一AlGaN层，各第一AlGaN层由Al_xGa_1-xN制成，其中0≦x≦1，并且在所述多个第一AlGaN层之间x是不同的，所述第一超晶格单元包含一层Al_jGa_1-jN，0≦j≦0.5；

第二超晶格层叠体包括重复的第二超晶格单元，所述第二超晶格单元含有多个第二AlGaN层，各第二AlGaN层由Al_yGa_1-yN制成，其中0≦y≦1，并且在多个第二AlGaN层之间y是不同的，第二超晶格层叠体的平均铝含量为低于25％；

第一超晶格层叠体的平均铝含量比第二超晶格层叠体的平均铝含量大预定差值，并且

所述缓冲层结构在室温(25℃)的正向或反向垂直偏压下的击穿电场强度大于150V/μm。

2.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，基底是SiC。

3.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，预定差值将室温(25℃)下的基材翘曲控制在对于直径200mm的基材低于50μm。

4.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，至少部分应变弛豫存在于第一超晶格层叠体或第二超晶格层叠体的至少一对相邻层之间的缓冲层结构中。

5.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，第一超晶格层叠体的平均铝含量为至少30％。

6.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，预定差值为至少5％。

7.如权利要求1所述的基于III-N的基材，其特征在于，

缓冲层结构包括：在第二超晶格层叠体顶部上的至少一个额外超晶格层叠体，

其中，各额外超晶格层叠体包括重复的相应第三超晶格单元，所述相应第三超晶格单元含有多个相应第三AlGaN层，各相应第三AlGaN层由Al_iGa_1-iN制成，其中0≦i≦1，并且在相应第三超晶格单元的多个相应第三AlGaN层之间i是不同的；并且

第一超晶格层叠体的平均铝含量比第二超晶格层叠体的平均铝含量大至少5％，并且

第二超晶格层叠体的平均铝含量比至少一个额外超晶格层叠体的平均铝含量大至少5％。

8.如权利要求7所述的基于III-N的基材，其特征在于，至少一个额外超晶格层叠体的平均铝含量为至少5％。

9.如权利要求7所述的基于III-N的基材，其特征在于，第一超晶格单元、第二超晶格单元、或额外超晶格单元包含至少三层AlGaN层。

10.如权利要求9所述的基于III-N的基材，其特征在于，第二超晶格单元、或第三超晶格单元包含一层Al_jGa_1-jN，其中，0≦j≦0.5。

11.如权利要求7所述的基于III-N的基材，其特征在于，第一超晶格单元、第二超晶格单元、或额外超晶格单元包含一层AlN。

12.如权利要求7所述的基于III-N的基材，其特征在于，选自第一超晶格层叠体、第二超晶格层叠体或额外超晶格层叠体的一层或多层的层包含杂质原子。