[發明專利]光調制的場效應晶體管和集成電路

有效

• 申請號: 201611128700.4
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108615754B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王敬;陳文捷;郭磊;梁仁榮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/08;H01L29/78
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種光調制的場效應晶體管，其特征在于，包括：

半導體層；

源區和漏區，所述源區設置在所述半導體層之中或所述半導體層之上，所述漏區設置在所述半導體層之中或所述半導體層之上；

形成在所述半導體層之上的柵結構；

形成在所述源區和/或漏區之中的發光結構，其中，所述發光結構用于產生光子以激發所述半導體層中的電子-空穴對；

所述發光結構包括第一發光單元，所述源區包括：第一重摻雜層，所述第一重摻雜層的上表面上開有第一凹槽；形成在所述第一重摻雜層之上的第一金屬接觸層；所述第一發光單元包括：形成在所述第一凹槽之中的第一發光層；形成在所述第一發光層之上的第一電極；其中，所述第一重摻雜層和所述第一發光單元之間設置有第一絕緣層；

所述發光結構包括第二發光單元，所述漏區包括：第四重摻雜層，所述第四重摻雜層的上表面上開有第二凹槽；形成在所述第四重摻雜層之上的第二金屬接觸層；所述第二發光單元包括：形成在所述第二凹槽之上的第二發光層；形成在所述第二發光層之上的第二電極；其中，所述第四重摻雜層和所述第二發光單元設置有第二絕緣層；

所述發光結構為發光二極管結構，其中，所述發光二極管結構包括發光層，所述發光層為多量子阱結構，所述發光層材料與所述半導體層的材料屬于同一系列，所述發光層的禁帶寬度不小于所述半導體層的禁帶寬度。

2.如權利要求1所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，所述第一金屬接觸層包括形成在所述第一凹槽之外的第一金屬接觸單元和形成在所述第一凹槽內的第二金屬接觸單元；

所述第一發光單元還包括設置在所述第二金屬接觸單元和所述第一發光層之間的第二重摻雜層，以及設置在所述第一電極和所述第一發光層之間的第三重摻雜層。

3.如權利要求1所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，所述第二金屬接觸層包括形成在所述第二凹槽之外的第三金屬接觸單元和形成在所述第二凹槽內的第四金屬接觸單元；

所述第二發光單元還包括設置在所述第四金屬接觸單元和所述第二發光層之間的第五重摻雜層，以及設置在所述第二電極和所述第二發光層之間的第六重摻雜層。

4.如權利要求1所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，所述半導體層包括具有直接帶隙結構的半導體材料。

5.如權利要求4所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，所述半導體材料包括氮化物半導體材料、砷化物半導體材料、氧化物半導體材料或銻化物半導體材料。

6.如權利要求1所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，還包括：

同步結構，用于控制所述場效應晶體管和所述發光結構同步開啟。

7.如權利要求1所述的光調制的場效應晶體管，其特征在于，所述場效應晶體管包括MESFET、MISFET和JFET。

8.一種集成電路，其特征在于，包括如權利要求1-7中任一項所述的光調制的場效應晶體管。