[实用新型]一种柔性基片衬底的异质结构器件

说明书

一种柔性基片衬底的异质结构器件，属于电子器件技术领域。该器件从下到上依次包括聚酰亚胺柔性衬底层、第一导电薄膜层、Ga₂O₃材料层、VO₂材料层、第二导电薄膜层及抗腐蚀保护层。本发明采用聚酰亚胺(PI)材料作为衬底基片，采用Ga₂O₃作为缓冲层，采用AZO作为器件的导电电极，蒸镀TiN材料作为抗腐蚀保护层，可以缓解聚酰亚胺(PI)与VO₂材料晶格失配大的难题，可以制备出高质量的VO₂材料，导电性能大幅度提高、电阻率降低，TiN薄膜与AZO透明导电薄膜的融合度高，有效解决了器件的腐蚀问题，进一步提高了器件的使用寿命。该器件功率大，可实现规模生产。

技术领域

本发明属于大功率电子器件的技术领域，特别涉及一种柔性基片衬底的异质结构器件。

背景技术

二氧化钒(VO₂)在341K的临界温度(Tc)下发生温度驱动的可逆半导体到金属(SMT)一级转变，并伴随着晶体对称性的改变。在低于Tc的温度下，VO₂处于单斜晶相(P21/c)的半导体态，其中V原子对的能量间隙为0.6eV。在高于Tc的温度下，VO₂处于四方晶系(P42/mnm)金属态，其中在费米能级和V3d带之间的重叠消除了上述带隙。这种晶体对称性和电子带结构的跃迁通常伴随着其电阻率和近红外传输的突然变化。因此，VO₂长期以来被认为是智能材料中的关键材料，凭借这些独特的性能，VO₂薄膜已被广泛研究。众所周知，衬底的选择对所生长的薄膜的电学和光学性质有重要的影响。由于其宽带隙(4.49eV)和一些其他优异的性能，氧化镓(Ga₂O₃)可能是自硅后，新一代重要的半导体材料。特别地，由于其具有更高的可靠性，更长的寿命和更低的功率消耗的优点，目前基于氮化镓的光电子和微电子器件已经步入了新型应用领域。因此，VO₂/Ga₂O₃组合的异质结构可能为固态电子学和光子电子学中的新颖器件结构开辟新的机会。此外，具有开关特性的氧化物半导体的集成也对新兴的基于光子腔的器件和有源材料表现出巨大的潜力。然而，传统的器件结构均采用蓝宝石或者Si基片作为衬底，其衬底不具备柔性性能，造成现有技术中的大功率器件柔性差，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低。

发明内容

为了解决现在技术上的不足，本发明提供一种柔性基片衬底的异质结构薄膜，有效解决大功率器件柔性差，开关速度低，驱动功率大问题，同时提高了薄膜器件的使用寿命。

一种柔性基片衬底的异质结构器件，从下到上依次包括聚酰亚胺柔性衬底层、第一导电薄膜层、Ga₂O₃材料层、VO₂材料层、第二导电薄膜层及抗腐蚀保护层。

优选地，所述第一导电薄膜层和第二导电薄膜层均为AZO透明导电薄膜层。

优选地，所述AZO透明导电薄膜层厚度为100nm至500nm。

优选地，所述抗腐蚀保护层为TiN抗腐蚀保护层。

优选地，所述TiN抗腐蚀保护层的厚度为200nm至800nm。

优选地，所述Ga₂O₃材料层的厚度为400-600nm。

优选地，所述VO₂材料层的厚度为600-900nm。

优选地，所述聚酰亚胺柔性衬底层的厚度为0.4～1.2mm。

本发明的有益效果：