[實用新型]一種柔性基片襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820234722.7
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN208189597U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雙美;張東;何喬;李關(guān)民;王敏
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工程學(xué)院
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/45;H01L29/24;H01L21/34;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/06
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 呂敏

一種柔性基片襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件，屬于電子器件技術(shù)領(lǐng)域。該器件從下到上依次包括聚酰亞胺柔性襯底層、第一導(dǎo)電薄膜層、Ga₂O₃材料層、VO₂材料層、第二導(dǎo)電薄膜層及抗腐蝕保護層。本發(fā)明采用聚酰亞胺(PI)材料作為襯底基片，采用Ga₂O₃作為緩沖層，采用AZO作為器件的導(dǎo)電電極，蒸鍍TiN材料作為抗腐蝕保護層，可以緩解聚酰亞胺(PI)與VO₂材料晶格失配大的難題，可以制備出高質(zhì)量的VO₂材料，導(dǎo)電性能大幅度提高、電阻率降低，TiN薄膜與AZO透明導(dǎo)電薄膜的融合度高，有效解決了器件的腐蝕問題，進一步提高了器件的使用壽命。該器件功率大，可實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大功率電子器件的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柔性基片襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件。

背景技術(shù)

二氧化釩(VO₂)在341K的臨界溫度(Tc)下發(fā)生溫度驅(qū)動的可逆半導(dǎo)體到金屬(SMT)一級轉(zhuǎn)變，并伴隨著晶體對稱性的改變。在低于Tc的溫度下，VO₂處于單斜晶相(P21/c)的半導(dǎo)體態(tài)，其中V原子對的能量間隙為0.6eV。在高于Tc的溫度下，VO₂處于四方晶系(P42/mnm)金屬態(tài)，其中在費米能級和V3d帶之間的重疊消除了上述帶隙。這種晶體對稱性和電子帶結(jié)構(gòu)的躍遷通常伴隨著其電阻率和近紅外傳輸?shù)耐蝗蛔兓Ｒ虼耍琕O₂長期以來被認(rèn)為是智能材料中的關(guān)鍵材料，憑借這些獨特的性能，VO₂薄膜已被廣泛研究。眾所周知，襯底的選擇對所生長的薄膜的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)有重要的影響。由于其寬帶隙(4.49eV)和一些其他優(yōu)異的性能，氧化鎵(Ga₂O₃)可能是自硅后，新一代重要的半導(dǎo)體材料。特別地，由于其具有更高的可靠性，更長的壽命和更低的功率消耗的優(yōu)點，目前基于氮化鎵的光電子和微電子器件已經(jīng)步入了新型應(yīng)用領(lǐng)域。因此，VO₂/Ga₂O₃組合的異質(zhì)結(jié)構(gòu)可能為固態(tài)電子學(xué)和光子電子學(xué)中的新穎器件結(jié)構(gòu)開辟新的機會。此外，具有開關(guān)特性的氧化物半導(dǎo)體的集成也對新興的基于光子腔的器件和有源材料表現(xiàn)出巨大的潛力。然而，傳統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)均采用藍(lán)寶石或者Si基片作為襯底，其襯底不具備柔性性能，造成現(xiàn)有技術(shù)中的大功率器件柔性差，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)在技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種柔性基片襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜，有效解決大功率器件柔性差，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大問題，同時提高了薄膜器件的使用壽命。

一種柔性基片襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件，從下到上依次包括聚酰亞胺柔性襯底層、第一導(dǎo)電薄膜層、Ga₂O₃材料層、VO₂材料層、第二導(dǎo)電薄膜層及抗腐蝕保護層。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電薄膜層和第二導(dǎo)電薄膜層均為AZO透明導(dǎo)電薄膜層。

優(yōu)選地，所述AZO透明導(dǎo)電薄膜層厚度為100nm至500nm。

優(yōu)選地，所述抗腐蝕保護層為TiN抗腐蝕保護層。

優(yōu)選地，所述TiN抗腐蝕保護層的厚度為200nm至800nm。

優(yōu)選地，所述Ga₂O₃材料層的厚度為400-600nm。

優(yōu)選地，所述VO₂材料層的厚度為600-900nm。

優(yōu)選地，所述聚酰亞胺柔性襯底層的厚度為0.4～1.2mm。

本發(fā)明的有益效果：