[發明專利]光子增強的晶體管和功率電子器件

在審

• 申請號: 201611130329.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108615755A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 王敬;陳文捷;梁仁榮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/739;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

1.一種光子增強的晶體管，其特征在于，包括：

第一半導體層，所述第一半導體層具有第一導電類型且為輕摻雜；

形成在所述第一半導體層之中的源區，所述源區具有第一導電類型且為重摻雜；

形成在所述源區之上的源極金屬層；

形成在所述第一半導體層之中的溝道區，所述溝道區具有第二導電類型，所述第二導電類型與所述第一導電類型具有相反的導電類型；

形成在所述溝道區之上的柵結構；

形成在所述第一半導體層之下的漏極金屬層；

形成在所述源區外圍的隔離槽；

形成在至少部分所述隔離槽中的發光結構，其中，所述發光結構用于產生用于激發所述第一半導體層中電子和空穴對的光線。

2.如權利要求1所述的光子增強的晶體管，其特征在于，進一步包括：

形成在所述第一半導體層與所述漏極金屬層之間的第二半導體層，所述第二半導體層具有第一導電類型且為重摻雜。

3.如權利要求1所述的光子增強的晶體管，其特征在于，進一步包括：

形成在所述第一半導體層與所述漏極金屬層之間的第三半導體層，所述第三半導體層具有第二導電類型且為重摻雜。

4.如權利要求3所述的光子增強的晶體管，其特征在于，進一步包括：

形成在所述第一半導體層與所述第三半導體層之間的第四半導體層，所述第四半導體層具有第一導電類型且為重摻雜。

5.如權利要求1-4中任一項所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述第一半導體層的上表面開有凹槽，所述柵結構部分形成在所述凹槽中。

6.如權利要求1-4中任一項所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述第一半導體層中形成有電荷平衡區。

7.如權利要求1所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述第一半導體層包括具有直接帶隙結構的半導體材料。

8.如權利要求7所述的光子增強的晶體管，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。

9.如權利要求1所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述發光結構為發光二極管結構。

10.如權利要求9所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述發光二極管結構包括發光層，所述發光層為量子阱或多量子阱結構。

11.如權利要求10所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述發光層材料與所述第一半導體層的材料屬于同一系列。

12.如權利要求10所述的光子增強的晶體管，其特征在于，所述發光層的禁帶寬度不小于所述第一半導體層的禁帶寬度。

13.如權利要求1所述的光子增強的晶體管，其特征在于，還包括：

同步結構，用于控制所述光子增強的晶體管和所述發光結構同步開啟。

14.一種功率電子器件，其特征在于，由多個包括如權利要求1-13中任一項所述的光子增強的晶體管并聯而成。