[发明专利]基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管，其特征在于，包括衬底以及沿垂直于所述衬底的方向依次层叠于所述衬底表面的集电极区、吸收层、基极区和发射极区；

所述吸收层与所述基极区采用Ge_1-xSn_x材料构成，其中，0x1；

所述发射极区采用III-V族材料构成，所述III-V族材料为InAlP、InAlAs、InGaP、InGaAs中的一种或几种的组合；

所述III-V族材料与所述Ge_1-xSn_x材料的晶格失配度小于预设值，且所述III-V族材料的能带带隙大于所述Ge_1-xSn_x材料，所述预设值为1%，使得在所述发射极区与所述基极区的界面价带和导带处形成有效的带阶。

2.根据权利要求1所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管，其特征在于，所述发射极区的厚度为100nm-500nm。

3.根据权利要求1所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管，其特征在于，所述集电极区为n-型Si材料层或者n-型Ge材料层；

所述基极区为p-型Ge_1-xSn_x材料层；

所述发射极区为n-型III-V族材料层。

4.根据权利要求1所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管，其特征在于，所述集电极区为p-型Si材料层或者p-型Ge材料层；

所述基极区为n-型Ge_1-xSn_x材料层；

所述发射极区为p-型III-V族材料层。

5.一种基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底；

形成器件结构于所述衬底上，所述器件结构包括沿垂直于所述衬底的方向依次层叠于所述衬底表面的集电极区、吸收层、基极区和发射极区；所述吸收层与所述基极区采用Ge_1-xSn_x材料构成，其中，0x1；所述发射极区采用III-V族材料构成，所述III-V族材料为InAlP、InAlAs、InGaP、InGaAs中的一种或几种的组合；所述III-V族材料与所述Ge_1-xSn_x材料的晶格失配度小于预设值，且所述III-V族材料的能带带隙大于所述Ge_1-xSn_x材料，所述预设值为1%，使得在所述发射极区与所述基极区的界面价带和导带处形成有效的带阶。

6.根据权利要求5所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管的制造方法，其特征在于，所述发射极区的厚度为100nm-500nm。

7.根据权利要求5所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管的制造方法，其特征在于，形成器件结构于所述衬底上的具体步骤包括：

外延生长n-型Si材料层或n-型Ge材料层于所述衬底表面，形成集电极区；

外延生长本征Ge_1-xSn_x材料层于所述集电极区表面，形成吸收层；

外延生长p-型Ge_1-xSn_x材料层于所述吸收层表面，形成基极区；

外延生长n-型III-V族材料层于所述基极区表面，形成发射极区。

8.根据权利要求5所述的基于III-V族材料发射极区的GeSn光电晶体管的制造方法，其特征在于，形成器件结构于所述衬底上的具体步骤包括：

外延生长p-型Si材料层或p-型Ge材料层于所述衬底表面，形成集电极区；

外延生长本征Ge_1-xSn_x材料层于所述集电极区表面，形成吸收层；

外延生长n-型Ge_1-xSn_x材料层于所述吸收层表面，形成基极区；

外延生长p-型III-V族材料层于所述基极区表面，形成发射极区。