[发明专利]用于GaN基底应用的磷属元素化物缓冲结构和器件

权利要求书

1.一种结构，所述结构包括：

具有第一晶格常数的III-N层；

在所述III-N层上外延生长的具有第二晶格常数的第一稀土磷属元素化物层，其中所述第一晶格常数和所述第二晶格常数之间的第一差异小于百分之一；

在所述第一稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第三晶格常数的第二稀土磷属元素化物层；以及

在所述第二稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第四晶格常数的半导体层，其中所述第三晶格常数和所述第四晶格常数之间的第二差异小于百分之一。

2.权利要求1的结构，其中所述第一稀土磷属元素化物层包括含有Sc和稀土元素的合金，其中所述合金由Sc_xRE_1-xN表示，其中x大于0且小于或等于1。

3.权利要求1-2任一项的结构，其中所述III-N层是在GaN衬底、Si衬底、SiC衬底和蓝宝石衬底中的一种上外延生长的器件的一部分。

4.权利要求1-3任一项的结构，其中所述III-N层包括GaN材料。

5.权利要求1-4任一项的结构，其中所述III-N层包括Al、Ga和In中的一种或多种。

6.权利要求1-5任一项的结构，其中所述第二稀土磷属元素化物层包含至少两个稀土磷属元素化物层，其中每个所述稀土磷属元素化物层具有不同的固定晶格常数。

7.权利要求1-6任一项的结构，所述结构还包含在所述第一稀土磷属元素化物层和所述第二稀土磷属元素化物层之间的第三稀土磷属元素化物层，其中：

所述第三稀土磷属元素化物层具有第五晶格常数，所述第五晶格常数在所述第三稀土磷属元素化物层的厚度上变化，

所述第三稀土磷属元素化物层具有与所述第一稀土磷属元素化物层相邻的第一表面和与所述第二稀土磷属元素化物层相邻的第二表面，并且

所述第五晶格常数被分级以在所述第一表面处匹配所述第一晶格常数并在所述第二表面处匹配所述第二晶格常数。

8.权利要求7的结构，其中：

所述III-N层包含GaN，

所述第一稀土磷属元素化物层包含ScN，

所述第二稀土磷属元素化物层包括含有Sc、稀土元素和N的第一合金，

所述第三稀土磷属元素化物层包括含有所述稀土元素、N和As的第二合金，并且

所述半导体层包括GaAs。

9.权利要求7的结构，其中：

所述III-N层包含GaN，

所述第一稀土磷属元素化物层包含ScN，

所述第二稀土磷属元素化物层包括含有Sc、稀土元素和N的第一合金，

所述第三稀土磷属元素化物层包括含有所述稀土元素、N和P的第二合金，并且

所述半导体层包含Si。

10.权利要求7的结构，其中：

所述III-N层包含GaN，

所述第一稀土磷属元素化物层包含ScN，

所述第二稀土磷属元素化物层包括含有Sc、稀土元素和N的第一合金，

所述第三稀土磷属元素化物层包括含有所述稀土元素、N和As的第二合金，并且

所述半导体层包括InP。

11.权利要求7-10任一项的结构，所述结构还包括在所述第三稀土磷属元素化物层内的隔离层。

12.权利要求7-11任一项的结构，所述结构还包括连接到所述第三稀土磷属元素化物层的第一电触点和连接到所述第二稀土磷属元素化物层的第二电触点。

13.权利要求1-12任一项的结构，其中所述III-N层是晶体管的一部分。

14.权利要求1-13任一项的结构，其中所述III-N层是二极管的一部分。

15.权利要求1-14任一项的结构，其中所述III-N层是射频滤波器的一部分。