[发明专利]用于使用工程化衬底的氮化镓电子器件的方法和系统

权利要求书

1.一种垂直第III族氮化物双极器件，包括：

第一电极结构；

接触所述第一电极结构的第一导电类型的第III族氮化物外延缓冲层；

耦接至所述第III族氮化物外延缓冲层的所述第一导电类型的第III族氮化物外延漂移层；

耦接至所述第III族氮化物外延漂移层的第二导电类型的第III族氮化物层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；以及

耦接至所述第III族氮化物层的第二电极结构，其中所述第二电极结构包括第一导电类型第III族氮化物材料。

2.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第一导电类型是n型，并且所述第一导电类型第III族氮化物材料包括：

包括三元第III族氮化物材料的第一层；以及

在所述第一层上并包括二元第III族氮化物材料的第二层；并且

其中所述第二电极结构包括在所述第二层上的第一电接触。

3.根据权利要求2所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述三元第III族氮化物材料包括Al_xGa_1-xN，并且所述二元第III族氮化物材料包括GaN。

4.根据权利要求2所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第III族氮化物外延漂移层的掺杂剂浓度低于所述第III族氮化物外延缓冲层、所述第一层以及所述第二层的掺杂剂浓度。

5.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第III族氮化物外延漂移层包括具有不同掺杂剂浓度的两个或更多个子层。

6.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，还包括：

耦接至所述第一电极结构的界面层；以及

耦接至所述界面层的衬底。

7.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第III族氮化物外延缓冲层具有GaN晶体结构的氮面并且厚度在1μm与10μm之间的范围内。

8.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第一电极结构包括具有在25μm与100μm之间范围内的厚度的铜层用于支承所述第III族氮化物外延缓冲层、所述第III族氮化物外延漂移层、所述第III族氮化物层和所述第二电极结构。

9.根据权利要求1所述的垂直第III族氮化物双极器件，其中，所述第一电极结构形成NPN晶体管的集电极，所述第III族氮化物层形成基极，并且所述第二电极结构形成发射极，当电流进入所述第III族氮化物层时所述NPN晶体管在所述第二电极结构处产生放大的电流。

10.一种垂直第III族氮化物器件，包括：

第一电极结构；

接触所述第一电极结构的第一导电类型的第III族氮化物外延缓冲层；

耦接至所述第III族氮化物外延缓冲层的所述第一导电类型的第III族氮化物外延漂移层；耦接至所述第III族氮化物外延漂移层的第二导电类型的一个或更多个外延器件层，所述第二导电类型与第一导电类型相反；以及

第二电极结构，所述第二电极结构包括：耦接至所述一个或更多个外延器件层的、包含第一导电类型的三元第III族氮化物的第一层，

在所述第一层之上且包含第一导电类型的二元第III族氮化物的第二层，以及在第二层之上的第一电接触。

11.根据权利要求10所述的垂直第III族氮化物器件，其中，所述第III族氮化物外延缓冲层具有GaN晶体结构的氮面以促进与所述第一电极结构的电接触。

12.根据权利要求10所述的垂直第III族氮化物器件，其中，所述第一电极结构和所述第二电极结构各自包括厚度在25μm与100μm之间的范围内的铜层，以将所述一个或更多个外延器件层以压缩应力置于所述第一电极结构与所述第二电极结构之间。