[发明专利]GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器

权利要求书

1.GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器，其特征在于：该结构由GaAs基PHEMT和RCE两部分组成，所述GaAs基PHEMT和RCE被腐蚀截止层InGaP隔开；所述GaAs基PHEMT由在GaAs衬底(1)上依次分子束外延生长GaAs缓冲层(2)、十五个周期的Al_0.22Ga_0.78As/GaAs超晶格层(3)、沟道下势垒层Al_0.22Ga_0.78As(4)、沟道层In_0.2Ga_0.8As(5)、空间隔离层Al_0.22Ga_0.78As(6)、平面掺杂层(7)、势垒层Al_0.22Ga_0.78As(8)、N型高掺杂盖帽层GaAs(9)构成；所述腐蚀截止层InGaP(10)在所述N型高掺杂盖帽层GaAs(9)上分子束外延生长而成；所述RCE由在腐蚀截止层InGaP(10)上依次分子束外延生长的25对λ₀/4光学厚度的GaAs/AlAs DBR反射底镜(11)、异变缓冲层/n接触层InAlGaAs(12)、扩散阻挡层InAlGaAs(13)、部分耗尽吸收层InGaAs(14)、吸收层In_0.5Ga_0.5As(15)、漂移增强层InAlGaAs(16)、p接触层GaAs(17)、八对GaAs/AlAs DBR反射顶镜(18)；

所述GaAs缓冲层(2)用于为后续外延层的生长提供平整的界面；该GaAs缓冲层(2)的厚度为300nm；

所述十五个周期的Al_0.22Ga_0.78As/GaAs超晶格层(3)用于减小缓冲层漏电流，其中，Al_0.22Ga_0.78As的厚度为10nm，GaAs的厚度为1.5nm；

所述沟道下势垒层Al_0.22Ga_0.78As(4)用于为沟道生长提供一个平整的界面，同时也利用Al_0.22Ga_0.78As/In_0.2Ga_0.8As异质结把2DEG束缚在沟道内；所述沟道下势垒层Al_0.22Ga_0.78As(4)的厚度为50nm；

所述空间隔离层Al_0.22Ga_0.78As(6)用于将施主杂质电离中心和2DEG空间隔离，减小电离散射作用，保证沟道内2DEG的高电子迁移率；所述空间隔离层Al_0.22Ga_0.78As(6)的厚度为4nm；

所述平面掺杂层(7)中掺杂的是Si，掺杂剂量为3.0x10¹²cm^-2。

2.根据权利要求1所述的GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器，其特征在于：所述N型高掺杂盖帽层GaAs(9)中掺杂的是Si，掺杂Si浓度为5×1018cm^-3，N+-GaAs与栅金属接触为器件制备提供良好的欧姆接触；该N型高掺杂盖帽层GaAs(9)的厚度为50nm。

3.根据权利要求1所述的GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器，其特征在于：所述腐蚀截止层InGaP(10)用于将PHEMT和RCE的外延结构隔开，在腐蚀过程中起到腐蚀截止作用；该腐蚀截止层InGaP(10)的厚度为3nm。

4.根据权利要求1所述的GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器，其特征在于：所述沟道层In_0.2Ga_0.8As(5)的厚度为12nm，所述势垒层Al_0.22Ga_0.78As(8)的厚度为15nm。

5.根据权利要求1所述的GaAs基PHEMT和长波长谐振腔单片集成光探测器，其特征在于：所述DBR反射底镜(11)由25对λ₀/4光学厚度GaAs/AlAs构成；所述DBR反射顶镜(18)由八对GaAs/AlAs构成。