ИНТЕГРАЦИЯ СВЕТОДИОДОВ НА НИТРИДЕ ГАЛЛИЯ С ПРИБОРАМИ НА НИТРИДЕ АЛЮМИНИЯ-ГАЛЛИЯ/НИТРИДЕ ГАЛЛИЯ НА КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖКАХ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1. Способ изготовления эпитаксиальной структуры, содержащий:
обеспечение подложки и гетеропереходного пакета поверх первой стороны подложки, причем гетеропереходный пакет содержит нелегированный слой нитрида галлия (GaN) поверх первой стороны подложки и легированный слой нитрида алюминия-галлия (AlGaN) на нелегированном слое GaN; и
формирование пакета светоизлучающего диода на GaN поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN содержит слой GaN n-типа поверх второй стороны подложки, структуру на GaN/нитриде индия-галлия (InGaN) с множественными квантовыми ямами (МКЯ) поверх слоя GaN n-типа, слой AlGaN p-типа поверх структуры на GaN/InGaN с МКЯ и слой GaN p-типа поверх слоя AlGaN p-типа;
обработку гетеропереходного пакета для формирования одного или более приборов, связанных с упомянутым пакетом светоизлучающего диода, причем этот один или более приборов выбраны из группы, состоящей из полевого транзистора на гетеропереходе (HFET) AlGaN/GaN и диода Шоттки на AlGaN/GaN.
2. Способ по п. 1, при этом:
подложка является кремниевой подложкой;
обеспечение подложки и гетеропереходного пакета поверх первой стороны подложки содержит:
формирование первого спроектированного с учетом деформации пакета поверх первой стороны подложки, причем первый спроектированный с учетом деформации пакет компенсирует деформацию между кремнием и GaN; и
формирование гетеропереходного пакета поверх первого спроектированного с учетом деформации пакета; и
способ дополнительно содержит формирование второго спроектированного с учетом деформации пакета поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN формируют поверх второго спроектированного с учетом деформации пакета,
при этом:
первый спроектированный с учетом деформации пакет содержит:
первый слой GaN поверх первой стороны подложки; и
первый релаксирующий деформацию слой нитрида алюминия (AlN) на первом слое GaN; и
второй спроектированный с учетом деформации пакет содержит:
второй слой GaN поверх второй стороны подложки; и
второй релаксирующий деформацию слой AlN на втором слое GaN.
3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий:
формирование первого буферного слоя нелегированного AlN поверх первой стороны подложки; и
формирование первого нелегированного слоя AlGaN поверх первого буферного слоя нелегированного AlN, при этом первый спроектированный с учетом деформации пакет формируют поверх первого нелегированного слоя AlGaN;
формирование второго буферного слоя нелегированного AlN поверх второй стороны подложки; и
формирование второго нелегированного слоя AlGaN поверх второго буферного слоя нелегированного AlN, при этом второй спроектированный с учетом деформации пакет формируют поверх второго нелегированного слоя AlGaN.
4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий между первым спроектированным с учетом деформации пакетом и гетеропереходным пакетом формирование непроводящего слоя GaN.
5. Способ по п. 1, при этом подложка содержит сапфировую подложку, а способ дополнительно содержит:
формирование первого зародышевого слоя GaN или AlN поверх первой стороны подложки;
формирование непроводящего слоя GaN поверх зародышевого слоя GaN или AlN, при этом гетеропереходный пакет формируют поверх непроводящего слоя GaN; и
формирование второго зародышевого слоя GaN или AlN поверх второй стороны подложки, при этом пакет светоизлучающего диода на GaN формируют поверх второго буферного слоя GaN или AlN.
6. Способ по п. 1, при этом подложка содержит подложку из карбида кремния (SiC), а способ дополнительно содержит:
формирование первого зародышевого слоя AlN или AlGaN поверх первой стороны подложки;
формирование непроводящего слоя GaN поверх первого буферного слоя AlN или AlGaN, причем гетеропереходный пакет формируют поверх непроводящего слоя GaN; и
формирование второго зародышевого слоя AlN или AlGaN поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN формируют поверх второго зародышевого слоя AlN или AlGaN.
7. Способ по п. 1, при этом подложка содержит подложку из GaN, а способ дополнительно содержит формирование непроводящего слоя GaN поверх первой стороны подложки, причем гетеропереходный пакет формируют поверх непроводящего слоя GaN.
8. Способ по п. 1, при этом упомянутая обработка гетеропереходного пакета содержит:
формирование истока для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN;
формирование стока для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN;
формирование затвора для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с легированным слоем AlGaN;
формирование анода для диода Шоттки на AlGaN/GaN, который контактирует с легированным слоем AlGaN; и
формирование катода для диода Шоттки на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN.
9. Эпитаксиальная структура, содержащая:
подложку;
гетеропереходный пакет поверх первой стороны подложки, причем гетеропереходный пакет содержит нелегированный слой GaN поверх первой стороны подложки и легированный слой AlGaN на нелегированном слое GaN; и
пакет светоизлучающего диода на GaN поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN содержит слой GaN n-типа поверх второй стороны подложки, структуру на GaN/InGaN с МКЯ поверх слоя GaN n-типа, слой AlGaN p-типа поверх структуры на GaN/InGaN с МКЯ и слой GaN p-типа поверх слоя AlGaN p-типа,
при этом гетеропереходный пакет содержит один или более приборов, связанных с пакетом светоизлучающего диода, причем эти один или более приборов включают в себя один или более из полевого транзистора на гетеропереходе (HTEF) AlGaN/GaN и диода Шоттки на AlGaN/GaN,
при этом по меньшей мере один из этих приборов соединен с пакетом светоизлучающего диода на GaN.
10. Структура по п. 9, при этом подложка является кремниевой подложкой, а структура дополнительно содержит:
первый спроектированный с учетом деформации пакет поверх первой стороны подложки, причем первый спроектированный с учетом деформации пакет компенсирует деформацию между кремнием и GaN, а гетеропереходный пакет располагается поверх первого спроектированного с учетом деформации пакета; и
второй спроектированный с учетом деформации пакет поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN располагается поверх второго спроектированного с учетом деформации пакета,
при этом:
первый спроектированный с учетом деформации пакет содержит:
первый слой GaN поверх первой стороны подложки; и
первый релаксирующий деформацию слой нитрида алюминия (AlN) на первом слое GaN; и
второй спроектированный с учетом деформации пакет содержит:
второй слой GaN поверх второй стороны подложки; и
второй релаксирующий деформацию слой AlN на втором слое GaN.
11. Структура по п. 9, дополнительно содержащая:
первый буферный слой нелегированного AlN поверх первой стороны подложки; и
первый нелегированный слой AlGaN поверх первого буферного слоя нелегированного AlN, причем первый спроектированный с учетом деформации пакет располагается поверх первого нелегированного слоя AlGaN;
второй буферный слой нелегированного AlN поверх второй стороны подложки;
второй нелегированный слой AlGaN поверх второго буферного слоя нелегированного AlN, причем пакет светоизлучающего диода на GaN располагается поверх второго нелегированного слоя AlGaN; и
непроводящий слой GaN поверх первого спроектированного с учетом деформации пакета, причем гетеропереходный пакет располагается поверх этого непроводящего слоя GaN.
12. Структура по п. 9, при этом подложка содержит сапфировую подложку, а структура дополнительно содержит:
первый зародышевый слой GaN или AlN поверх первой стороны подложки;
непроводящий слой GaN поверх первого зародышевого слоя GaN или AlN, причем гетеропереходный пакет располагается поверх непроводящего слоя GaN; и
второй зародышевый слой GaN или AlN поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN располагается поверх второго зародышевого слоя GaN или AlN.
13. Структура по п. 9, при этом подложка содержит подложку из SiC, а структура дополнительно содержит:
первый зародышевый слой AlN или AlGaN поверх первой стороны подложки;
непроводящий слой GaN поверх первого зародышевого слоя AlN или AlGaN, причем гетеропереходный пакет располагается поверх непроводящего слоя GaN; и
второй зародышевый слой AlN или AlGaN поверх второй стороны подложки, причем пакет светоизлучающего диода на GaN располагается поверх второго зародышевого слоя AlN или AlGaN.
14. Структура по п. 9, при этом подложка содержит подложку из GaN, а структура дополнительно содержит непроводящий слой GaN поверх первой стороны подложки, причем гетеропереходный пакет располагается поверх непроводящего слоя GaN.
15. Структура по п. 9, при этом гетеропереходный пакет содержит:
исток для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN;
сток для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN;
затвор для HFET на AlGaN/GaN, который контактирует с легированным слоем AlGaN;
анод для диода Шоттки на AlGaN/GaN, который контактирует с легированным слоем AlGaN; и
катод для диода Шоттки на AlGaN/GaN, который контактирует с нелегированным слоем GaN.