【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电力电子领域，特别涉及一种集成器件及其制备方法。
技术介绍
1、无线光通信技术是一种高带宽、高保密且高稳定性的技术。无线光通信技术通常采用集成器件实现。
2、相关技术中，集成器件包括发光二极管(light emitting diode，led)和高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，hemt)。其中，led作为光源，用于发射无线光，hemt用于调制。
3、然而，相关技术中的集成器件的调制带宽相对较低，并不能充分地利用无线光的载波频率，大大限制了整个无线光通信系统的通信效率；并且，集成器件在调制过程中的欧姆损耗也较大。
技术实现思路
1、本公开实施例提供了一种集成器件及其制备方法，能提高调制频率，缩小集成器件尺寸，并减少集成器件的欧姆损耗。所述技术方案如下：
2、一方面，本公开实施例提供了一种集成器件，所述集成器件包括：沟道层、势垒层、发光结构、栅极、漏极和源极；所述沟道层和所述势垒层依次层叠，所述势垒层具有露出所述沟道层的凹槽，所述发光结构位于所述凹槽内，所述发光结构包括依次层叠在所述凹槽内的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述沟道层电性连接，所述第二半导体层与所述沟道层绝缘；所述源极和所述栅极均位于所述势垒层的远离所述沟道层的一侧，所述源极通过通孔与所述沟道层电性连接，所述漏极位于所述第二半导体层的表面上，且与所述第二半导体层电性连接。
3、可选地
4、可选地，所述集成器件还包括第三半导体层，所述第三半导体层、所述沟道层和所述势垒层依次层叠，所述第三半导体层的导电类型与所述第一半导体层的导电类型相同；所述凹槽延伸至所述第三半导体层内，所述第一半导体层位于所述凹槽的露出的所述第三半导体层的表面上，所述第一半导体层与所述第三半导体层电性连接；所述凹槽位于所述沟道层内和所述第三半导体层内的部分槽体的深度小于或者等于所述第一半导体层的厚度。
5、可选地，所述集成器件还包括第一反射层，所述第一反射层位于所述沟道层的远离所述势垒层的一侧；所述第一反射层包括交替层叠的多层第一材料层和多层第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的折射系数不同。
6、可选地，所述第一材料层为aln层，所述第二材料层为gan层；或者，所述第一材料层为gan层，所述第二材料层为多孔的gan层。
7、可选地，所述沟道层包括gan层，所述势垒层包括algan层和aln层中的至少一种。
8、可选地，所述集成器件还包括第二反射层，所述第二反射层位于所述第二半导体层的远离所述第一半导体层的一侧，所述凹槽在所述沟道层的远离所述势垒层的表面上的正投影，位于所述第二反射层在所述沟道层的远离所述势垒层的表面上的正投影内。
9、可选地，所述凹槽的宽度为1μm至100μm。
10、可选地，所述集成器件还包括：钝化层、第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，所述钝化层位于所述势垒层的远离所述沟道层的表面和所述第二半导体层的表面上，且覆盖所述源极、所述栅极和所述漏极；所述钝化层具有分别露出源极、所述栅极和所述漏极的通孔，所述第一焊盘、所述第二焊盘和所述第三焊盘均位于所述钝化层的远离所述第二半导体层的表面上，所述第一焊盘通过通孔与所述源极相连，所述第二焊盘通过通孔与所述栅极相连，所述第三焊盘通过通孔与所述漏极相连。
11、另一方面，本公开实施例提供了一种集成器件的制备方法，所述制备方法包括：提供一基板；在所述基板上依次形成沟道层和势垒层，所述势垒层具有露出所述沟道层的凹槽；在所述凹槽内形成发光结构，所述发光结构包括依次层叠在所述凹槽内的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述沟道层电性连接，所述第二半导体层与所述沟道层绝缘；在所述势垒层的远离所述沟道层的一侧形成源极和栅极，所述源极通过通孔与所述沟道层电性连接；在所述第二半导体层的表面上形成漏极，所述漏极与所述第二半导体层电性连接。
12、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
13、本公开实施例提供的集成器件中，将由沟道层和势垒层形成的晶体管和发光结构集成在一个器件上，可以从多方面提升调制光源的性能。首先，从结构上，发光结构和无金属连接的晶体管集成在一起，无疑大大减小了最终集成器件的体积，得以让通信系统的发射端进一步小型化。其次，从能效上，晶体管和发光结构之间直接电性连接，避免了在两者之间设置额外的连接结构，而带来热损耗，进一步提升了集成器件的电能转化效率。
14、并且，集成器件上的发光器件面积更小，意味着更小的等效电容器面积，能提高电子迁移率，能让调制的栅极到发光结构的多量子阱层的距离更短。并且，在沟道层上刻蚀形成凹槽，并让发光二极管直接在凹槽内二次生长，能修复因刻蚀在凹槽的侧壁上造成的损伤，从而减少集成器件的位错密度。这些优势综合起来，从多角度提升了集成器件的最终调制频率的上限和整体光电效率，能充分地利用无线光的载波频率，大大提升了整个无线光通信系统的通信效率。
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1.一种集成器件，其特征在于，所述集成器件包括：沟道层(21)、势垒层(22)、发光结构(30)、栅极(43)、漏极(42)和源极(41)；
2.根据权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述凹槽(220)至少延伸至所述沟道层(21)内，所述第一半导体层(31)的侧壁与所述凹槽(220)露出的所述沟道层(21)的侧壁电性连接，所述凹槽(220)位于所述沟道层(21)内的部分槽体的深度小于或者等于所述第一半导体层(31)的厚度。
3.根据权利要求2所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括第三半导体层(23)，所述第三半导体层(23)、所述沟道层(21)和所述势垒层(22)依次层叠，所述第三半导体层(23)的导电类型与所述第一半导体层(31)的导电类型相同；
4.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括第一反射层(24)，所述第一反射层(24)位于所述沟道层(21)的远离所述势垒层(22)的一侧；
5.根据权利要求4所述的集成器件，其特征在于，所述第一材料层(241)为AlN层，所述第二材料层(242
6.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述沟道层(21)包括GaN层，所述势垒层(22)包括AlGaN层和AlN层中的至少一种。
7.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括第二反射层(34)，所述第二反射层(34)位于所述第二半导体层(33)的远离所述第一半导体层(31)的一侧，所述凹槽(220)在所述沟道层(21)的远离所述势垒层(22)的表面上的正投影，位于所述第二反射层(34)在所述沟道层(21)的远离所述势垒层(22)的表面上的正投影内。
8.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述凹槽(220)的宽度为1μm至100μm。
9.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括：钝化层(60)、第一焊盘(51)、第二焊盘(52)和第三焊盘(53)，所述钝化层(60)位于所述势垒层(22)的远离所述沟道层(21)的表面和所述第二半导体层(33)的表面上，且覆盖所述源极(41)、所述栅极(43)和所述漏极(42)；
10.一种集成器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种集成器件，其特征在于，所述集成器件包括：沟道层(21)、势垒层(22)、发光结构(30)、栅极(43)、漏极(42)和源极(41)；
2.根据权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述凹槽(220)至少延伸至所述沟道层(21)内，所述第一半导体层(31)的侧壁与所述凹槽(220)露出的所述沟道层(21)的侧壁电性连接，所述凹槽(220)位于所述沟道层(21)内的部分槽体的深度小于或者等于所述第一半导体层(31)的厚度。
3.根据权利要求2所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括第三半导体层(23)，所述第三半导体层(23)、所述沟道层(21)和所述势垒层(22)依次层叠，所述第三半导体层(23)的导电类型与所述第一半导体层(31)的导电类型相同；
4.根据权利要求1至3任一项所述的集成器件，其特征在于，所述集成器件还包括第一反射层(24)，所述第一反射层(24)位于所述沟道层(21)的远离所述势垒层(22)的一侧；
5.根据权利要求4所述的集成器件，其特征在于，所述第一材料层(241)为aln层，所述第二材料层(242)为gan层；或者，
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱宸綦，龚逸品，梅劲，王江波，
申请(专利权)人：京东方华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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