[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

衬底；所述衬底中包括源区和漏区，所述源区和漏区之间包括沟道区；

所述沟道区上设置有光学栅极；所述光学栅极包括透明电极层以及所述透明电极层上方的发光二极管，用于产生激发光使所述沟道区的衬底材料电离形成光生载流子，所述透明电极层用于在栅极电压作用下驱动载流子在所述沟道区形成反型载流子；

所述发光二极管包括所述沟道区上的光发射层，以及分别位于所述光发射层两侧的正电极和负电极；所述光发射层和负电极之间设置有空穴阻挡层，所述光发射层和所述正电极之间设置有电子阻挡层；

所述发光二极管的各个膜层的延伸方向为垂直于衬底方向；

所述光发射层和所述电子阻挡层之间设置有第一缓冲层；所述光发射层和所述空穴阻挡层之间设置有第二缓冲层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述激发光的波长范围为330-450纳米。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述光发射层为基于氮化铝、氮化镓和/或铟镓氮的多量子阱，所述空穴阻挡层和所述电子阻挡层的材料为氮化铝、氮化镓和铝镓氮中的至少一种，所述空穴阻挡层经过N型掺杂，所述电子阻挡层经过P型掺杂。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体器件，其特征在于，反型沟道层为电子沟道层时，所述透明电极层与所述正电极连接设置；反型沟道层为空穴沟道层时，所述透明电极层与所述负电极连接设置。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底和所述透明电极层之间形成有第一介质层，所述光学栅极还包括所述透明电极层和所述发光二极管之间的第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层为透明材料。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体器件，其特征在于，还包括包围所述发光二极管的第三介质层。

7.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

对所述衬底进行掺杂形成源区和漏区；

在所述源区和所述漏区之间的沟道区上形成光学栅极，所述光学栅极包括透明电极层以及所述透明电极层上方的发光二极管；所述发光二极管用于产生激发光使所述沟道区的衬底材料电离形成光生载流子，所述透明电极层用于在栅极电压作用下驱动载流子在所述沟道区形成反型载流子；

所述发光二极管包括所述沟道区上的光发射层，以及分别位于所述光发射层两侧的正电极和负电极；所述光发射层和负电极之间设置有空穴阻挡层，所述光发射层和所述正电极之间设置有电子阻挡层；

所述发光二极管的各个膜层的延伸方向为垂直于衬底方向；

所述光发射层和所述电子阻挡层之间设置有第一缓冲层；所述光发射层和所述空穴阻挡层之间设置有第二缓冲层。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述光发射层为基于氮化铝、氮化镓和/或铟镓氮的多量子阱，所述空穴阻挡层和所述电子阻挡层的材料为氮化铝、氮化镓和铝镓氮中的至少一种，所述空穴阻挡层经过N型掺杂，所述电子阻挡层经过P型掺杂。