压力传感器阵列及其制备方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN103682078A

(43)申请公布日2014.03.26

(21)申请号CN201210357207.5

(22)申请日2012.09.21

(71)申请人国家纳米科学中心

地址100190北京市海淀区中关村北一条11号

(72)发明人王中林潘曹峰

(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司

代理人肖冰滨

(51)Int.CI

H01L41/113

H01L41/27

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

压力传感器阵列及其制备方法

(57)摘要

本发明提供一种压力传感器阵列及

其制备方法，所述压力传感器阵列采用发

光PN结作为传感单元，所述发光PN结的

P型区和/或N型区的材料为压电材料，当

外界应力施加于由发光PN结传感单元阵

列组成的压力传感器阵列器件的表面上

时，由于应力在该器件表面上的非均匀分

布使得在每个发光PN结的压电材料上产

生的压电电势场大小不同，从而使为基本

像素单元的每个发光PN结的发光强度产

生不同程度的变化，通过这种PN结阵列

中每个像素点发光强度的变化能够快速得

到压力传感器阵列器件的表面上施加的应

力信息。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种压力传感器阵列，包括：

基底；

位于基底上的半导体薄膜层；

位于所述半导体薄膜层上的纳米线或纳米棒阵列，其中，所述纳米线或

纳米棒具有压电性质并与所述半导体薄膜层形成发光PN结，所述纳米线或

纳米棒的间隙中填充有介电材料；以及

位于所述纳米线或纳米棒阵列上的上电极和位于所述半导体薄膜层上

的下电极。

2.根据权利要求1所述的压力传感器阵列，其中，所述半导体薄膜层

的材料为压电材料。

3.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述半导体薄

膜层的材料为氮化镓、砷化镓或氧化锌材料。

4.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述纳米线或

纳米棒阵列的材料为纤锌矿结构的材料。

5.根据权利要求4所述的压力传感器阵列，其中，所述纳米线或纳米

棒阵列的材料为氮化镓、砷化镓或氧化锌材料。

6.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述纳米线或

纳米棒阵列中的纳米线或纳米棒的直径为50nm到20um，长度为微米量级。

7.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述纳米线或

纳米棒阵列中的纳米线或纳米棒之间的距离为微米量级。

8.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述介电材料

为高分子聚合物或氧化硅。

9.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述上电极为

ITO、FTO或碳纳米管薄膜。

10.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，下电极为选自

铟锡金属氧化物、石墨烯或银纳米线膜涂层中的一种，或者为金、银、铂、

铝、镍、铜、钛、烙、硒或其合金中的一种。

11.根据权利要求1或2所述的压力传感器阵列，其中，所述基底为蓝

宝石、硅片、金属、陶瓷或柔性高分子膜。

12.一种制备压力传感器阵列的方法，包括：

提供基底；

在所述基底上生长半导体薄膜层；

在所述半导体薄膜层上生长具有压电性质的纳米线或纳米棒阵列，所述

纳米线或纳米棒阵列与所述半导体薄膜层形成发光PN结；

在所述纳米线或纳米棒的间隙中填充介电材料，使所述纳米线或纳米棒

的顶端均露出所述介电材料；

在所述纳米线或纳米棒阵列上形成上