[发明专利]一种三族氮化物基异质结光电晶体管

权利要求书

1.一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，包括衬底(101)及生长于衬底(101)之上的三族氮化物外延层；其中，三族氮化物外延层自下而上依次包括成核层(102)，过渡层(103)，施主掺杂层(104)，非故意掺杂层(105)，多元合金受主掺杂层(106)，较大禁带宽度材料的非故意掺杂层(107)，较大禁带宽度材料的施主掺杂层(108)；

所述的多元合金受主掺杂层(106)为三族氮化物基异质结光电晶体管的基区，其合金组分呈线性变化或者非线性变化，使其禁带宽度从非故意掺杂层(105)的禁带宽度逐渐变化至较大禁带宽度材料的非故意掺杂层(107)的禁带宽度，厚度为0.08-0.3μm。

2.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的衬底(101)为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、三族氮化物衬底、硅衬底、氧化镁衬底、镓酸锂衬底或砷化镓衬底中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的成核层(102)为低温或者高温生长的三族氮化物，厚度为10-200nm。

4.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的过渡层(103)为非故意掺杂三族氮化物，厚度为0.1-3.0μm。

5.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的施主掺杂层(104)为三族氮化物基异质结光电晶体管的集电极欧姆接触引出层，厚度为0.1-1.5μm，层中电子浓度为5×10¹⁷-8×10¹⁸cm^-3。

6.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的非故意掺杂层(105)为三族氮化物基异质结光电晶体管的集电区及光吸收区，厚度为0.1-0.5μm，层中电子浓度为1×10¹⁶-2×10¹⁷cm^-3。

7.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的多元合金受主掺杂层(106)中的受主掺杂浓度从非故意掺杂层(105)的边缘至较大禁带宽度材料的非故意掺杂层(107)的边缘逐渐增大，增大趋势呈线性变化或者非线性变化，对应的层中空穴浓度变化范围为1×10¹⁷-8×10¹⁸cm^-3。

8.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的较大禁带宽度材料的非故意掺杂层(107)为受主扩散缓冲层，厚度为0.05-0.3μm，层中电子浓度为1×10¹⁶-2×10¹⁷cm^-3，且其禁带宽度与非故意掺杂层(105)的禁带宽度只差ΔE_g，ΔE_g大于且等于100meV。

9.根据权利要求1所述的一种三族氮化物基异质结光电晶体管，其特征在于，所述的较大禁带宽度材料的施主掺杂层(108)为三族氮化物基异质结光电晶体管发射区的欧姆接触引出层与入射光信号的透射窗口层，其厚度为0.1-0.3μm，层中电子浓度为5×10¹⁷-8×10¹⁸cm^-3，且其禁带宽度与非故意掺杂层(105)的禁带宽度只差ΔE_g，ΔE_g大于且等于100meV。