[发明专利]基于机械剥离的可转移逻辑芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于机械剥离的可转移逻辑芯片及其制备方法，该逻辑芯片包括多对p‑n结量子阱，以及连接p‑n结量子阱之间的悬空GaN波导。该多对p‑n结量子阱之间能实现逻辑与运算和逻辑或运算。该p‑n结量子阱既可以对外发送光信号，也可探测空间中的光信号，并且可即在发光的同时也能探测空间中的光信号，实现全双工通信。本发明采用传统的半导体加工工艺首次实现了可转移的逻辑薄膜芯片，该器件剥离后，转移到柔性载体上，可用于通信、照明、智能显示、逻辑运算以及传感等领域。

主权项

1.一种基于机械剥离的可转移逻辑芯片，其特征在于，该芯片以硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元为载体，包括硅衬底层(1)、设置在所述硅衬底层(1)上的外延缓冲层(2)、设置在所述外延缓冲层(2)上的n‑GaN层(3)、设置在所述n‑GaN层(3)上的可转移器件，所述n‑GaN层(3)下方设置有贯穿硅衬底层(1)、外延缓冲层(2)至n‑GaN层(3)中的空腔，使得可转移器件悬空；n‑GaN层(3)上设置有与下方空腔连通的隔离槽(18)，所述隔离槽(18)将n‑GaN层(3)分割为悬空薄膜区(9)和边缘部分，并通过隔离槽(18)中设置的n‑GaN臂(4)将悬空薄膜区(9)与边缘部分连接，可转移器件由悬空薄膜区(9)和设置在悬空薄膜区(9)上的多个依次连接的p‑n结量子阱对构成，在所述悬空薄膜区(9)上表面有刻蚀出的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括下台面和位于下台面上的上台面，所述p‑n结量子阱对包括两个相对设置的p‑n结量子阱器件，每个p‑n结量子阱器件均包括设置在下台面上的n‑电极(8)、从下至上依次连接设置在所述上台面上的InGaN/GaN多量子阱(5)、p‑GaN层(6)、p‑电极(7)；所述p‑电极(7)包括依次连接的悬空p‑电极区(15)、p‑电极导电区(16)和p‑电极引线区(17)；所述n‑电极(8)为两个，分别设置在p‑电极(7)两侧，均包括依次连接的悬空n电极区(10)、n‑电极导电区(11)和n‑电极引线区(12)，相邻两个p‑n结量子阱对之间，以及p‑n结量子阱对中相对设置的两个p‑n结量子阱器件之间均通过悬空波导连接。