[发明专利]基于GeSn‑GeSi材料的异质型光电晶体管及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于GeSn‑GeSi材料的异质型光电晶体管及其制作方法，晶体管的集电极和发射极区均采用GeSi材料；光吸收区、基极区均采用GeSn材料。发射极区、基极区、光吸收区、集电极区依次竖直分布，钝化层包围在发射极区、基极区、光吸收区、集电极区的外围。本发明晶体管的制作方法采用低温固源分子束外延生长工艺生长GeSn材料，标准CMOS制作工艺。本发明通过使用有高光吸收系数的GeSn材料在光吸收区，分别和GeSi发射极区、集电极区构成异质结，实现晶体管在探测红外光信号时光灵敏度和光电流的提升，具有高的光吸收效率。

主权项

一种基于GeSn‑GeSi材料的异质型光电晶体管，包括：衬底(1)、集电极区(2)、光吸收区(3)、基极区(4)、发射极区(5)、保护层(6)以及金属电极(7)；所述的集电极区(2)、光吸收区(3)、基极区(4)、发射极区(5)在衬底(1)上依次由下至上竖直分布，且保护层(6)环绕覆盖在集电极区(2)、光吸收区(3)、基极区(4)、发射极区(5)的四周；其特征在于：所述光吸收区(3)和基极区(4)均采用通式为Ge1‑xSnx的IV族复合材料，但基极区(4)为P型掺杂，光吸收区(3)不进行掺杂，为I型；集电极区(2)和发射极区(5)采用IV族材料Ge1‑zSiz，从而分别在Ge1‑xSnx光吸收区和Ge1‑zSiz发射极区、集电极区之间的界面处形成异质结；其中，x表示GeSn中Sn的组份，Sn组份的取值范围为0＜x＜0.15；z表示GeSi中Si的组份，Si组份的取值范围为0≤z≤0.5。