[發明專利]一種自發光式壓光電器件及制備方法

有效

• 申請號: 202010294283.0
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111504523B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 湯乃云;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G06F3/041
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

本發明公開了一種自發光式壓光電器件及制備方法，包括：S1：在Si襯底上生長高阻GaN緩沖層；S2：在高阻GaN緩沖層上生長p型GaN層；S3：在所述p型GaN層上生長本征摻雜InxGa1?xN層；S4：在本征摻雜InxGa1?xN層上生長n型GaN層；S5：在n型GaN層上淀積生長SiO₂層；S6：選擇性刻蝕所述SiO₂層、所述本征摻雜InxGa1?xN層和所述n型GaN層，形成刻蝕槽；S7：在刻蝕槽內生長ZnO納米陣列棒，所述陣列棒豎直向上排布；S8：制備金屬接觸電極和ITO透明電極。本發明利用ZnO材料的壓電極化效應和InGaN材料的發光特性，通過外部壓力使ZnO納米陣列棒產生極化電壓，然后經過外部電極在InGaN材料內分別注入正負電荷，使其復合產生光信號，其優勢在于無需外部電源和功率消耗即可實現壓力傳感、探測和顯示。

技術領域

本發明涉及壓力傳感器領域，具體為一種自發光式壓光電器件及制備方法。

背景技術

隨著觸控技術的發展，目前觸摸顯示已廣泛應用于公共信息查詢、工業控制、電子游戲以及多媒體教學等領域。它是一種簡單、方便、自然的人機交互方式。目前觸摸顯示一般都需要外加電源來控制發光器件或者提供額外背顯示光源，導致系統體積龐大并消耗大量功耗。因此為了滿足輕便化以及低功耗的要求，需要開發一種新型光電顯示器件，自發光式壓光電器件就是其中一種。由于ZnO具有顯著的壓電極化效應，受到一定的壓力作用下，ZnO棒的兩端極化出現正負電荷富集形成端電壓信號。

近些年來，一維ZnO棒陣列薄膜的研究和應用也受到了廣泛的關注，且其在傳感器、探測器、發光器件、光催化、熱電器件、壓電器件等方面具有極大的應用前景。

發明內容

基于上述提到的應用和開發前景，利用一維ZnO納米棒陣列薄膜的壓電極化效應設計出新型的壓力光電傳感器，將外界壓力信號轉化成光信號輸出，從而實現對壓力的傳感和探測以及顯示。本發明創新性的提出了一種自發光式壓光電器件及制備方法，能夠實現快速、靈敏的壓力傳感和顯示。

一種自發光式壓光電器件及制備方法，包括

S1：在Si襯底上生長高阻GaN緩沖層；

S2：在所述高阻GaN緩沖層上生長p型GaN層；

S3：在所述p型GaN層上生長本征摻雜In_xGa_1-xN層；

S4：在所述本征摻雜InxGa1-xN層上生長n型GaN層；

S5：在所述n型GaN層上淀積生長SiO₂層；

S6：選擇性刻蝕所述SiO₂層、所述本征摻雜InxGa1-xN層和所述n型GaN層，形成刻蝕槽；

S7：在所述刻蝕槽內生長ZnO納米陣列棒，所述陣列棒豎直向上排布；

S8：制備金屬接觸電極和ITO透明電極。

優選地，所述GaN緩沖層S2厚度為0.5μm～3μm。

優選地，所述p型GaN層S3厚度為0.1μm～1.0μm，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3，摻雜元素為鎂。

優選地，所述本征摻雜In_xGa_1-xN層厚度為0.5μm～3.0μm，In組分百分比為5％～35％。

優選地，所述n型GaN層厚度為0.1μm～1.0μm，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3，摻雜元素為硅。