[发明专利]一种光控HEMT及其控制方法

权利要求书

1.一种光控HEMT，其特征在于：包括最下层的衬底（1），衬底上生长缓冲层（2），缓冲层上生长量子阱有源层；其中量子阱有源层从上到下依次包括：第一势垒层（8）、第一隔离层（7）、第一沟道层（6）、第二沟道层（5）、第二隔离层（4）、第二势垒层（3）；量子阱有源层的上表面设置源极（10）、漏极（11）和栅极（9），栅极（9）位于源极（10）和漏极（11）的中间，源极（10）和漏极（11)为欧姆接触；在源极(10)和漏极(11)外侧再分别设置欧姆接触的第一电极（12）和第二电极（13）分别与第二沟道层（5）连通，并与第一势垒层（8）、第一隔离层（7）、第一沟道层（6）通过绝缘层（16）隔离；其中，所述第二沟道层（5）的禁带宽度大于所述第一沟道层（6）的禁带宽度；所述第一沟道层（6）为增强型；所述第二沟道层（5）为耗尽型。

2.根据权利要求1所述的一种光控HEMT，其特征在于：所述第一电极（12）和第二电极（13）分别通过n型重掺杂的第一区域（14）和第二连区域（15）与第二沟道层（5）的两端相连通，第一区域（14）和第二区域（15）分别与第一势垒层（8）、第一隔离层（7）、第一沟道层（6）通过绝缘层（16）隔离。

3.根据权利要求1所述的一种光控HEMT，其特征在于：所述第一电极（12）和第二电极（13）为“L”型，“L”型的第一电极（12）和第二电极（13）的侧边分别通过绝缘层（16）和第二沟道层（5）的侧面连接，“L”型的第一电极（12）和“L”型的第二电极（13）的底边分别与第二隔离层（4）的上表面连接。

4.根据权利要求1所述的一种光控HEMT，其特征在于：还包括光吸收层（17），所述光吸收层（17）设置在第一沟道层（6）和第二沟道层（5）之间，第一沟道层（6）和第二沟道层（5）的禁带宽度均大于光吸收层（17）的禁带宽度。

5.根据权利要求4所述的一种光控HEMT，其特征在于：所述光吸收层（17）为多层量子阱结构的光吸收层。

6.根据权利要求1所述的一种光控HEMT，其特征在于：所述绝缘层（16）是氧化物、电介质或沟槽。

7.一种用于权利要求1所述的光控HEMT的控制方法，其特征在于：光信号（18）由光控HEMT上表面或器件下表面入射使第一沟道层产生光生电子-空穴对，所述光信号（18）的能量大于第一沟道层（6）材料的禁带宽度而小于第二沟道层（5）材料的禁带宽度；同时，栅极（9）加正压，所加电压小于第一沟道层（6）的阈值电压，使第一沟道层（6）仍保持关断状态，此时第二沟道层（5）导通。

8.根据权利要求 7所述的光控HEMT的控制方法，其特征在于：所述光信号（18）为单波长光信号或含有多个光波长的光信号，其中每个光波长的幅度或相位都被调制；或者是用于控制的光脉冲和被调制的光信号的光光混频信号；或者是空间不同路径的光信号经过光器件合并为同一路径的光信号，其中每个路径的光信号的幅度或相位都被调制。