[发明专利]一种单片集成三端电压调控发光器件及其制备方法

权利要求书

1.一种单片集成三端电压调控发光器件，包括衬底(101)；其特征在于，还包括：垂直结构的发光二级管和垂直场效应晶体管；所述的发光二级管设有正电极(108)，所述的垂直场效应晶体管设有源电极(109)和栅电极(111)；所述的发光二级管和垂直场效应晶体管在所述衬底(101)的上方并列设置且发光二级管和垂直场效应晶体管之间设有隔断部(114)；所述的发光二极管与垂直场效应晶体管具有提供两者之间电学连接的共同的n型半导体导电层(103)。

2.根据权利要求1所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的垂直场效应晶体管自下而上至少依次包括n型半导体导电层(103)、多量子阱发光层(104)、p型半导体导电层(105)和n型半导体接触层(106)，所述的源电极(109)位于n型半导体接触层(106)上，所述各层中设有栅凹槽，所述的栅电极(111)位于该栅凹槽内且槽壁设有将所述栅电极(111)绝缘隔离的栅介质层(110)。

3.根据权利要求2所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的栅凹槽纵向延伸，贯穿所述多量子阱发光层(104)、p型半导体导电层(105)和n型半导体接触层(106)，到达n型半导体导电层(103)上部。

4.根据权利要求2所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的发光二级管自下而上至少依次包括n型半导体导电层(103)、多量子阱发光层(104)、p型半导体导电层(105)和电流扩展层(107)，所述的正电极(108)位于所述电流扩展层(107)上。

5.根据权利要求4所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的n型半导体导电层(103)为n型GaN导电层，所述的p型半导体导电层(105)为p型GaN导电层，所述的n型半导体接触层(106)为n型GaN接触层。

6.根据权利要求5所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的衬底(101)和n型GaN导电层之间设有非掺杂GaN缓冲层(102)。

7.根据权利要求4所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的源电极(109)与n型半导体接触层(106)为欧姆接触，所述的电流扩展层(107)与p型半导体导电层(105)为欧姆接触。

8.一种权利要求1至7中任意一项所述的单片集成三端电压调控发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供衬底(101)；

(2)划分出发光二极管和垂直场效应晶体管分别对应的区域；通过分区域生长或分区域刻蚀得到发光二极管和垂直场效应晶体管的层结构；

(3)通过刻蚀切断发光二极管和垂直场效应晶体管的部分层结构得到隔断部(114)以形成台面结构；

(4)在垂直场效应晶体管的层结构上刻蚀出栅凹槽，栅凹槽的刻蚀深度到达n型半导体导电层(103)；

(5)在发光二极管对应的区域铺设电流扩展层(107)和正电极(108)；

(6)在垂直场效应晶体管对应的区域铺设源电极(109)；

(7)铺设栅介质层和栅电极(111)。

9.根据权利要求8所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的步骤(2)中得到发光二极管和垂直场效应晶体管的层结构的操作为：在发光二极管和垂直场效应晶体管对应的区域均生长出垂直场效应晶体管的层结构，在垂直场效应晶体管对应的区域覆盖选区刻蚀掩膜(112)，然后在发光二极管对应的区域刻蚀出发光二极管的层结构。

10.根据权利要求8所述的一种单片集成三端电压调控发光器件，其特征在于，所述的步骤(2)中得到发光二极管和垂直场效应晶体管的层结构的操作为：在发光二极管和垂直场效应晶体管对应的区域均生长出发光二极管的层结构，在发光二极管的区域覆盖选区外延生长掩膜(113)，然后在垂直场效应晶体管对应的区域进一步生长出剩余的垂直场效应晶体管的层结构。