[发明专利]基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器及制备方法

说明书

本发明提供一种基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器及制备方法，所述基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器的结构左右对称，包括一个紫外LED和一个肖特基二极管探测器。本发明利用MEMS技术可以在同一块芯片上集成光电式压觉传感器的所有部件，使得最终得到的器件体积小、重量轻，并且可以通过批量化生产降低生产成本，有利于本发明的应用与推广；本发明采用光电式传感原理，具有灵敏度高、响应速度快及抗电磁干扰能力强的优点；本发明的尺寸可以根据制备的工艺能力进行缩放，通过大规模高密度的集成，从而实现高分辨率的压觉传感功能。

技术领域

本发明涉及一种微电子机械系统MEMS技术领域，特别是涉及一种基于肖特基二极管和紫外LED的压觉传感器及其制备方法。

背景技术

压觉传感器是用于机器人中模仿人体压力感知功能的传感器，并且可以对外界压力进行具体的量化感知，是实现智能机器人的必不可少的功能单元。压觉传感器的微型化具有重要意义，不仅有利于实现各种类型的小型化智能机器人，同时亦能通过大规模阵列的形式实现高分辨率的压力感知。随着半导体技术的发展，成熟的MEMS技术为压觉传感器的微型化奠定了基础，而且借助成熟的MEMS工艺线可以实现压觉传感器的批量化制备，极大地降低生产成本，微型压觉传感器现已成为传感器发展的一个重要方向。同时，光电式传感器具有灵敏度高、响应速度快和抗电磁干扰能力强等优点。目前，利用MEMS工艺实现光源和探测器的单片集成来实现微型光电式压觉传感器，成为一个待解决的问题。

鉴于以上，有必要提供一种基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器及制备方法，以满足光源和探测器可以在同一个芯片上集成所有部件，同时极大地简化实际应用中微型压觉传感器的制备工艺。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器及制备方法，通过将肖特基二极管引入普通的紫外LED外延片，单片集成反射式微型压觉传感器，极大地简化实际应用中微型压觉传感器的制备工艺，同时在传统压觉传感器的基础上增加光电式传感器的性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器，所述基于肖特基二极管和紫外LED的微型压觉传感器的结构左右对称，包括一个紫外LED和一个肖特基二极管探测器；所述紫外LED位于所述微型压觉传感器的中央，包括：发光区域，为AlGaN/GaN多量子阱层；紫外LED正电极，位于所述发光区域的下方；电子阻挡层及P型掺杂AlGaN层，依次位于所述发光区域与所述紫外LED正电极之间；第一N型掺杂AlGaN层及第一AlGaN过渡层，依次位于所述发光区域的上方；紫外LED负电极，位于所述紫外LED正电极的四周，并与所述第一N型掺杂AlGaN层直接接触；所述肖特基二极管探测器位于所述紫外LED的四周，包括：第二AlGaN过渡层，位于所述第一AlGaN过渡层四周；探测器正电极，位于所述第二AlGaN过渡层下方；第二N型掺杂AlGaN层，位于所述第二AlGaN过渡层下方，且在所述探测器正电极四周并与所述探测器正电极之间具有间隔；探测器负电极，位于所述第二N型掺杂AlGaN层下方；所述微型压觉传感器还包括：平坦化介质层，覆盖所述紫外LED及所述肖特基二极管探测器；若干键合电极，位于所述平坦化介质层下方；通孔金属，贯穿所述平坦化介质层，以将所述紫外LED正电极、所述紫外LED负电极、所述探测器正电极及所述探测器负电极分别与若干所述键合电极连接；两个阻挡平台，上窄下宽，分别位于所述紫外LED及所述肖特基二极管探测器的上方，两个所述阻挡平台分别围成上宽下窄的两个空腔，两个所述空腔分别裸露所述紫外LED及所述肖特基二极管探测器的表面；透光层，填充满两个所述空腔，并高于所述阻挡平台24的顶部；接触反射层及接触保护层，依次位于所述透光层上方。

可选地，所述微型压觉传感器采取倒装的形式键合于转移基板上，所述转移基板的表面或内部布置有信号控制与处理电路，所述信号控制与处理电路用于所述紫外LED的驱动电流控制及所述肖特基二极管探测器的输出电流处理。