[发明专利]基于GaAs的光电集成器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，包括：

GaAs衬底；

N-GaAs集电区层，所述N-GaAs集电区层形成在所述GaAs衬底上；

第一隔离区和第二隔离区，所述第一隔离区和所述第二隔离区从所述N-GaAs集电区层的上表面嵌入延伸至所述N-GaAs集电区层内部，将所述N-GaAs集电区层分隔为第一区域、第二区域和第三区域，所述第二区域位于所述第一隔离区和所述第二隔离区之间；

其中，在所述第一区域的N-GaAs集电区层上由下至上依次形成有第一P-GaAs基区层、第一N-InGaP发射区层、第一N⁺-InGaAs帽层、器件隔离层、晶体过渡层、N-InP层、i-光吸收层和P-InP层，所述P-InP层上形成有第一P型电极，所述N-InP层上形成有第一N型电极；在所述第二区域的N-GaAs集电区层上由下至上依次形成有第二P-GaAs基区层、第二N-InGaP发射区层和第二N⁺-InGaAs帽层，所述第二N⁺-InGaAs帽层上以及所述第二P-GaAs基区层一侧的N-GaAs集电区层上形成有第二N型电极，所述第二P-GaAs基区层上形成有第二P型电极；在所述第三区域的N-GaAs集电区层上形成有第三P-GaAs基区层和第三N型电极，所述第三P-GaAs基区层上形成有第三P型电极。

2.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述第一N型电极与所述N-InP层之间、所述第一P型电极与所述P-InP层之间、所述第二N型电极与第二N⁺-InGaAs帽层和N-GaAs集电区层之间、所述第二P型电极与所述第二P-GaAs基区层之间、所述第三N型电极与所述N-GaAs集电区层之间以及所述第三P型电极与所述第三P-GaAs基区层之间均形成欧姆接触。

3.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述N-GaAs集电区层的厚度为0.5～3微米，掺杂浓度小于或等于5×10¹⁷cm^-3。

4.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述第一P-GaAs基区层、所述第二P-GaAs基区层和所述第三P-GaAs基区层的厚度为20～500纳米，掺杂浓度大于或等于5×10¹⁷cm^-3。

5.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述第一N-InGaP发射区层和所述第二N-InGaP发射区层的厚度为10～500纳米，掺杂浓度大于或等于1×10¹⁷cm^-3，且所述第一N-InGaP发射区层和所述第二N-InGaP发射区层中InGaP的化学式为In_XGa_1-XP，其中，X为0.49～0.51。

6.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述第一N⁺-InGaAs帽层和所述第二N⁺-InGaAs帽层的厚度为10～200纳米，掺杂浓度大于或等于1×10¹⁸cm^-3，且所述第一N⁺-InGaAs帽层和所述第二N⁺-InGaAs帽层中InGaAs的化学式为In_YGa_1-YAs，其中，Y为0～1。

7.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述器件隔离层的厚度10～200纳米，且所述器件隔离层采用的材料为AlN和/或SiN；所述晶体过渡层的厚度为0～100纳米，且所述晶体过渡层采用的材料为InGaAsP、InGaAs、GaAs和InP中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的基于GaAs的光电集成器件，其特征在于，所述N-InP层的厚度为50～500纳米，掺杂浓度大于或等于1×10¹⁸cm^-3；所述P-InP层的厚度为20～500纳米，掺杂浓度大于或等于1×10¹⁸cm^-3。