一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置及其制备方法

1.本发明涉及一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置及其制备方法，属于显示器制造领域。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，人们对多功能智能电子设备的需求日益多样化。但是现有的传统显示器只是一个单纯的显示设备，并不具有交互能力，已经无法满足人们对沉浸式交互体验的需求。此外，传统显示器通常需要大量能量来驱动其显示屏幕，这导致了高昂的能源成本和对环境的负面影响。在某些应用中，传统的显示器反应速度可能会较慢。且传统显示器的对比度和亮度不足，严重影响了图像的质量和清晰度。因此，行业内亟需开发新的技术来降低能耗、提高反应速度和高清晰度。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置及其制备方法，使用半导体工艺制备的肖特基声光传感装置不仅可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能，还可以实时接收外界图像和声音信息，为交互显示的单芯片集成提供了切实可行的方案。
4.本发明中主要采用的技术方案为：一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置，包括：多个像素，每个所述像素包括发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as，其中，所述发光子像素g用于发光，所述图像传感子像素cis用于接收外界图像，所述声电子像素as用于接收外部声音并转化为电流信号；驱动背板，所述驱动背板上设有若干规则排列的过孔，所述发光子像素g、图像传感子像素cis或声电子像素as覆盖至少一个所述过孔，所述驱动背板承载多个像素，所述发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as均包括阳极、半导体器件和ito薄膜层，所述阳极位于驱动背板上，且覆盖至少一个过孔，所述半导体器件位于所述阳极远离驱动背板的一侧，所述ito薄膜层位于半导体器件远离驱动背板的一侧；所述声电子像素as中的ito薄膜层表面沉积有si层，并在si层内制作有释放后的牺牲层，所述si层远离驱动背板的一侧依次沉积有第一mo层、aln层和第二mo层，所述ito薄膜层经通孔填充薄膜与第一mo层连接；所述发光子像素g单元中还包括led发光单元，所述led发光单元位于ito薄膜层远离驱动背板的一侧。
5.优选地，所述半导体器件包括n+衬底、n-外延层、两个第一p区、若干第二p区、若干p+区、氧化硅层和金属层，所述n+衬底位于阳极远离驱动背板的一侧，所述n-外延层位于n+衬底远离驱动背板的一侧，两个所述第一p区位于n-外延层上表面内两侧，若干所述第二p区间隔设置在n-外延层上表面内，且位于两个第一p区之间，所述第一p区内具有若干间隔
设置的p+区，所述第二p区内具有一p+区，所述氧化硅层位于n-外延层上表面的两侧，且覆盖第一p区，所述金属层生在氧化硅层和n-外延层上表面。
6.优选地，所述半导体器件包括n+衬底、n-外延层、两个p区、若干第一p+区、第二p+区、si3n4层、绝缘层、金属硅化物和金属层，所述n+衬底位于阳极远离驱动背板的一侧，所述n-外延层位于n+衬底远离驱动背板的一侧，两个所述p区位于n-外延层上表面内两侧，所述p区内具有若干间隔设置的第一p+区，所述n-外延层上制作有两个多级沟槽，且两个所述多级沟槽位于两个p区之间，所述多级沟槽表面内均采用离子注入形成第二p+区，所述si3n4层位于n-外延层上表面的两侧，且覆盖p区，所述多级沟槽的底部形成有金属硅化物，所述多级沟槽的侧壁表面和n-外延层表面生长有绝缘层，所述金属层生长在si3n4层和n-外延层表面，并填充生长在多级沟槽内。
7.优选地，所述led发光单元包括oled-g发光层和金属电极层，所述oled-g发光层位于ito薄膜层远离驱动背板的一侧，所述金属电极层位于oled-g发光层远离驱动背板的一侧。
8.优选地，所述led发光单元包括第一键合金属层、第一半导体层、绿色发光层、第二半导体层和第二键合金属层，所述第一键合金属层键合生长在ito薄膜层远离驱动背板一侧，所述第一半导体层位于所述第一键合金属层远离驱动背板的一侧；所述绿色发光层位于所述第一半导体层远离驱动背板的一侧；所述第二半导体层位于所述绿色发光层远离驱动背板的一侧，所述第二键合金属层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧。
9.优选地，还包括层间介质层、共阴极、薄膜封装层、微透镜和玻璃封装层，所述层间介质层生长填充在发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as之间，所述发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as对应的层间介质层上均开有电极槽，所述共阴极设置在层间介质层远离驱动背板的一侧，且覆盖电极槽，所述发光子像素g中，共阴极通过电极槽与led发光单元上表面接触；所述图像传感子像素cis中，所述共阴极通过电极槽与ito薄膜层接触，所述声电子像素as中，所述共阴极通过电极槽与第二mo层接触，所述薄膜封装层设置在共阴极远离驱动背板的一侧，且覆盖共阴极，所述图像传感子像素cis对应的薄膜封装层上制作有微透镜，所述微透镜与图像传感子像素cis中半导体器件在所述驱动背板上的投影交叠，所述玻璃封装层通过uv胶粘接在薄膜封装层远离驱动背板的一侧。
10.优选地，所述通孔填充薄膜的填充材料为钨。
11.一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置的制备方法，具体制备步骤如下：s1：在驱动背板上形成若干规则排列的过孔，并在过孔中填充导电材料，随后在驱动背板上表面形成若干阳极，且每个阳极至少覆盖一个过孔；s2：在阳极表面制作半导体器件，并在半导体器件表面生长ito薄膜层，并在半导体器件之间镀覆填充层间介质层，采用cmp工艺磨平层间介质层使其与ito薄膜层齐平；s3：在声电子像素as中的ito薄膜层上沉积si层并图形化，随后在si层完成psg牺牲层的沉积和图形化处理，然后进行深硅刻蚀打孔，并采用cvd工艺在孔内沉积钨形成通孔填充薄膜；s4：在声电子像素as的si层表面依次沉积第一mo层、aln层和第二mo层，并图形化处理，随后释放牺牲层；s5：在发光子像素g的ito薄膜层上制作led发光单元，随后再继续生长和图形化层
间介质层，并在层间介质层上依次生长并图像化共阴极和薄膜封装层；s6：在图像传感子像素cis对应的薄膜封装层上表面制作微透镜，最后采用uv胶将玻璃封装层粘接在薄膜封装层上方。
12.优选地，所述s2中半导体器件的具体制备方法如下：s2-1：在阳极远离驱动背板的一侧依次生长n+衬底和n-外延层；s2-2：在n-外延层上表面内离子注入形成第一p区、第二p区和p+区；s2-3：在n-外延层上表面两侧分别生长并图形化sio2层，并使其覆盖第一p区；s2-4：在n-外延层上表面以及sio2层上表面生长金属层。
13.优选地，所述s2中半导体器件的具体制备方法如下：s2-1：在阳极远离驱动背板的一侧依次生长n+衬底和n-外延层；s2-2：在n-外延层上表面内离子注入形成第一p区和第一p+区；s2-3：在n-外延层上表面两侧分别生长并图形化si3n4层，并使其覆盖p区；s2-4：在n-外延层上表面制备两个多级沟槽；s2-5：在多级沟槽表面内离子注入第二p+区，并在n-外延层表面以及多级沟槽内侧壁上生长并图形化绝缘层；2-6：在多级沟槽底部形成金属硅化物；2-7：在n-外延层上表面、si3n4层上表面以及多级沟槽内生长金属层。
14.有益效果：本发明提供一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置及其制备方法，具有如下优点：（1）本发明通过采用“环岛”的结构或者多级沟槽结构实现了器件内的电流调节，从而实现了高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能。
15.（2）本发明在显示功能的基础上集成了接收外界图像信息和声音信息的传感器功能，实现了显示器的交互显示，提高了显示器的智能化水平，在电子产品、智能家居、汽车、医疗设备等领域发挥了重要作用，具有广阔的应用前景。
16.（3）本发明配合优化的像素排列，可以进一步降低制造成本。
附图说明
17.图1为实施例1中步骤1的示意图；图2为实施例1中步骤2的示意图；图3为实施例1中步骤3的示意图；图4为实施例1中步骤4的示意图；图5为实施例1中步骤6的示意图；图6为实施例1中步骤7的示意图；图7为实施例1中步骤8的示意图；图8为实施例1中步骤9的示意图；图9为实施例1中步骤10的示意图，即为实施例1的整体结构示意图；图10为实施例2中步骤1的示意图；图11为实施例2中步骤2的示意图；图12为实施例2中步骤3的示意图；
图13为实施例2中步骤4的示意图；图14为实施例2中步骤5的示意图；图15为实施例2中步骤6的示意图；图16为实施例2中步骤7的示意图；图17为实施例2中步骤9的示意图；图18为实施例2中步骤10的示意图，图19为实施例2中步骤11的示意图，图20为实施例2中步骤12的示意图，图21为实施例2中步骤13的示意图，即为实施例2的整体结构示意图。
18.图22为本发明的优化像素排列方案。
19.图中：驱动背板1、过孔2、阳极3、半导体器件4、n+衬底4-1、n-外延层4-2、第一p区4-3、第二p区4-4、p+区4-5、氧化硅层4-6、金属层4-7、p区4-8、第一p+区4-9、第二p+区4-10、si3n4层4-11、绝缘层4-12、金属硅化物4-13、多级沟槽4-14、ito薄膜层5、si层6、psg牺牲层7、第一mo层8、aln层9、第二mo层10、通孔填充薄膜11、led发光单元12、第一键合金属层12-1、第一半导体层12-2、绿色发光层12-3、第二半导体层12-4、第二键合金属层12-5、oled-g发光层12-6、金属电极层12-7、层间介质层13、共阴极14、薄膜封装层15、微透镜16、玻璃封装层17。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
21.实施例1如图9所示，一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置，包括：多个像素，每个像素包括发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as，其中，所述发光子像素g用于发光，所述图像传感子像素cis用于接收外界图像，所述声电子像素as用于接收外部声音并转化为电流信号；驱动背板1，驱动背板上设有若干规则排列的过孔2，发光子像素g、图像传感子像素cis或声电子像素as覆盖至少一个过孔2，驱动背板1承载多个像素；发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as均包括阳极3、半导体器件4和ito薄膜层5，阳极3位于驱动背板1上，且覆盖至少一个过孔2，半导体器件4位于阳极3远离驱动背板1的一侧，ito薄膜层5位于半导体器件4远离驱动背板1的一侧；声电子像素as中的ito薄膜层5表面沉积有si层6，并在si层6内制作有释放后的psg牺牲层7，si层6远离驱动背板1的一侧依次沉积有第一mo层8、aln层9和第二mo层10，ito薄膜层5经通孔填充薄膜11与第一mo层8连接；发光子像素g单元中还包括led发光单元12，led发光单元12位于ito薄膜层5远离驱动背板1的一侧。
22.本实施例1中，半导体器件4包括n+衬底4-1、n-外延层4-2、两个第一p区4-3、若干
第二p区4-4、若干p+区4-5、氧化硅层4-6和金属层4-7，n+衬底4-1位于阳极3远离驱动背板1的一侧，n-外延层4-2位于n+衬底4-1远离驱动背板1的一侧，两个第一p区4-3位于n-外延层4-2上表面内两侧，若干第二p区间4-4隔设置在n-外延层4-2上表面内，且位于两个第一p区4-3之间，第一p区4-3内具有若干间隔设置的p+区4-5，第二p区4-4内具有一p+区4-5，氧化硅层位于n-外延层上表面的两侧，且覆盖第一p区，金属层4-7生在氧化硅层4-6和n-外延层4-2上表面。本实施例1内，第一p区4-3内具有3个间隔设置的p+区4-5。金属层4-7的金属材料为ti。
23.本实施例1中，led发光单元12包括第一键合金属层12-1、第一半导体层12-2、绿色发光层12-3、第二半导体层12-4和第二键合金属层12-5，第一键合金属层12-1键合生长在ito薄膜层5远离驱动背板1一侧，第一半导体层12-2位于第一键合金属层12-1远离驱动背板1的一侧；绿色发光层12-3位于所述第一半导体层12-2远离驱动背板的一侧；第二半导体层12-2位于绿色发光层12-3远离驱动背板1的一侧，第二键合金属层12-5位于第二半导体层12-4远离驱动背板1的一侧。本实施例1中，第一键合金属层12-1、第一半导体层12-2、绿色发光层12-3、第二半导体层12-4、第二键合金属层12-5依次分别为：p-pad、p gan、mqw、n gan、n-pad。
24.本实施例1中，还包括层间介质层13、共阴极14、薄膜封装层15、微透镜16和玻璃封装层17，层间介质层13生长填充在发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as之间，发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as对应的层间介质层上均开有电极槽，共阴极14设置在层间介质层13远离驱动背板1的一侧，且覆盖电极槽，发光子像素g中，共阴极14通过电极槽与led发光单元12上表面接触；图像传感子像素cis中，共阴极14通过电极槽与ito薄膜层5接触，声电子像素as中，共阴极14通过电极槽与第二mo层10接触，薄膜封装层15在共阴极14远离驱动背板1的一侧，且覆盖共阴极14，图像传感子像素cis对应的薄膜封装层15上制作有微透镜16，微透镜16与图像传感子像素cis中半导体器件4在驱动背板1上的投影交叠，玻璃封装层17通过uv胶粘接在薄膜封装层15远离驱动背板1的一侧。
25.实施例1中搭载显示功能的肖特基声光传感装置的具体制备方法如下：步骤1：如图1所示，在驱动背板1上形成若干规则排列的过孔2，并在过孔2中填充导电材料，随后在驱动背板1上表面形成若干阳极3，且每个阳极3至少覆盖一个过孔2；步骤2：如图2所示，在阳极3远离驱动背板1的一侧依次生长n+衬底4-1和n-外延层4-2；步骤3：如图3所示，在n-外延层4-2上表面内离子注入形成第一p区4-3、第二p区4-4和p+区4-5；步骤4：如图4所示，在n-外延层4-2上表面两侧分别生长并图形化sio2层4-6，并使其覆盖第一p区4-3；步骤5：在n-外延层4-2上表面以及sio2层4-6上表面生长金属层（ti）4-7。
26.步骤6：如图5所示，在半导体器件表面生长ito薄膜层5，并在半导体器件之间镀覆填充层间介质层13，采用cmp工艺磨平层间介质层13使其与ito薄膜层5上表面齐平；步骤7：如图6所示，在声电子像素as中的ito薄膜层5上沉积si层6并图形化，随后在si层6完成psg牺牲层7的沉积和图形化处理，然后进行深硅刻蚀打孔，并采用cvd工艺在孔内沉积钨形成通孔填充薄膜11；
步骤8：如图7所示，在声电子像素as的si层6表面依次沉积第一mo层8、aln层9和第二mo层10，并图形化处理，随后释放psg牺牲层7；步骤9：如图8所示，在发光子像素g的ito薄膜层上使用巨量转移和真空低温键合技术制作led发光单元，随后再继续生长和图形化层间介质层13，并在层间介质层13上依次生长并图像化共阴极14和薄膜封装层15；步骤10：如图9所示，在图像传感子像素cis对应的薄膜封装层15上表面制作微透镜16用于聚光，最后采用uv胶将玻璃封装层17粘接在薄膜封装层上方。
27.本实施例1中采用p区和p+区构成的“环岛”结构在反向偏压下利用局部掺杂p岛的横向耗尽来阻断肖特基结下的漏电流路径，可以在一定程度上降低器件的漏电流，从而提高器件的性能和可靠性。
28.实施例2如图21所示，一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置，包括：多个像素，每个像素包括发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as；驱动背板1，驱动背板上设有若干规则排列的过孔2，发光子像素g、图像传感子像素cis或声电子像素as覆盖至少一个过孔2，驱动背板1承载多个像素，并驱动发光子像素g发光，图像传感子像素cis、声电子像素as；发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as均包括阳极3、半导体器件4和ito薄膜层5，阳极3位于驱动背板1上，且覆盖至少一个过孔2，半导体器件4位于阳极3远离驱动背板1的一侧，ito薄膜层5位于半导体器件4远离驱动背板1的一侧；声电子像素as中的ito薄膜层5表面沉积有si层6，并在si层6内制作有释放后的psg牺牲层7，si层6远离驱动背板1的一侧依次沉积有第一mo层8、aln层9和第二mo层10，ito薄膜层5经通孔填充薄膜11与第一mo层8连接；发光子像素g单元中还包括led发光单元12，led发光单元12位于ito薄膜层5远离驱动背板1的一侧。
29.本实施例2中，半导体器件4包括n+衬底4-1、n-外延层4-2、两个p区4-8、若干第一p+区4-9、第二p+区4-10、si3n4层4-11、绝缘层4-12、金属硅化物4-13和金属层4-7，n+衬底4-1位于阳极3远离驱动背板1的一侧，n-外延层4-2位于n+衬底4-1远离驱动背板1的一侧，两个p区4-8位于n-外延层4-2上表面内两侧，p区4-8内具有若干间隔设置的第一p+区4-9，n-外延层上制作有两个多级沟槽4-14，且两个多级沟槽4-14位于两个p区4-8之间，多级沟槽4-14表面内均采用离子注入形成第二p+区4-10，si3n4层4-11位于n-外延层4-2上表面的两侧，且覆盖p区4-8，多级沟槽4-14的底部形成有金属硅化物4-13，多级沟槽4-14的侧壁表面和n-外延层4-2表面生长有绝缘层4-12，金属层4-7生长在si3n4层4-11和n-外延层4-2表面，并填充生长在多级沟槽4-14内。本实施例2中，p区4-8内具有3个间隔设置的第一p+区4-9。金属层4-7采用的金属材料为ti。
30.本实施例2中，led发光单元12包括oled-g发光层12-6和金属电极层12-7，oled-g发光层12-6位于ito薄膜层5远离驱动背板1的一侧，金属电极层12-7位于oled-g发光层12-6远离驱动背板1一侧。
31.本实施例2中还包括：还包括层间介质层13、共阴极14、薄膜封装层15、微透镜16和玻璃封装层17，层间介质层13生长填充在发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素
as之间，发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as对应的层间介质层上均开有电极槽，共阴极14设置在层间介质层13远离驱动背板1的一侧，且覆盖电极槽，发光子像素g中，共阴极14通过电极槽与led发光单元12上表面接触；图像传感子像素cis中，共阴极14通过电极槽与ito薄膜层5接触，声电子像素as中，共阴极14通过电极槽与第二mo层10接触，薄膜封装层15在共阴极14远离驱动背板1的一侧，且覆盖共阴极14，图像传感子像素cis对应的薄膜封装层15上制作有微透镜16，微透镜16与图像传感子像素cis中半导体器件4在驱动背板1上的投影交叠，玻璃封装层17通过uv胶粘接在薄膜封装层15远离驱动背板1的一侧。
32.实施例2中，搭载显示功能的肖特基声光传感装置的具有制备方法如下：步骤1：如图10所示，在驱动背板1上形成若干规则排列的过孔2，并在过孔2中填充导电材料，随后在驱动背板1上表面形成若干阳极3，且每个阳极3至少覆盖一个过孔2；步骤2：如图11所示，在阳极3远离驱动背板1的一侧依次生长n+衬底4-1和n-外延层4-2；步骤3：如图12所示，在n-外延层4-2上表面内离子注入形成p区4-8和第一p+区4-9；步骤4：如图13所示，在n-外延层4-2上表面两侧分别生长并图形化si3n4层4-11，并使其覆盖p区4-8；步骤5：如图14所示，在n-外延层4-2上制备两个多级沟槽4-14；步骤6：如图15所示，在多级沟槽4-14表面内离子注入第二p+区4-10，并在n-外延层表面4-2以及多级沟槽4-14内侧壁上生长并图形化绝缘层4-12；本实施例2中，绝缘层4-12为氧化铝绝缘层。
33.步骤7：如图16所示，在多级沟槽4-14底部形成金属硅化物4-13；步骤8：在n-外延层4-4-2上表面、si3n4层4-11上表面以及多级沟槽4-14内生长金属层(ti)4-7。
34.步骤9：如图17所示，在半导体器件表面生长ito薄膜层5，并在半导体器件之间镀覆填充层间介质层13，采用cmp工艺磨平层间介质层13使其与ito薄膜层5上表面齐平；步骤10：如图18所示，在声电子像素as中的ito薄膜层5上沉积si层6并图形化，随后在si层6完成psg牺牲层7的沉积和图形化处理，然后进行深硅刻蚀打孔，并采用cvd工艺在孔内沉积钨形成通孔填充薄膜11；步骤11：如图19所示，在声电子像素as的si层6表面依次沉积第一mo层8、aln层9和第二mo层10，并图形化处理，随后释放psg牺牲层7；步骤12：如图20所示，在发光子像素g的ito薄膜层上打印或蒸镀oled-g发光材料形成oled-g发光层12-6，随后在oled-g发光层12-6表面生长100nm金属al形成金属电极层12-7，随后再继续生长和图形化层间介质层13，并在层间介质层13上依次生长并图像化共阴极14和薄膜封装层15；步骤13：如图21所示，在图像传感子像素cis对应的薄膜封装层15上表面制作微透镜16用于聚光，最后采用uv胶将玻璃封装层17粘接在薄膜封装层上方。
35.实施例2采用多级沟槽结构，可以使电流分散到不同的沟槽中，从而降低沟槽内的电阻和电压降，提高器件的正向导通性能。同时，在保证器件正向导通性能的前提下，多级沟槽结构还能降低漏电流和沟道区域的电场强度，从而在正向导通性能和漏电流之间提供
了更好的平衡，提高器件的性能和可靠性。
36.本发明的优化像素排列方案如图22所示。一个像素包括长条形的发光子像素g、方形的图像传感子像素cis和声电子像素as。从空间分布上，一个方形的四个顶点分别包括长条形的发光子像素g及位于两个顶点的图像传感子像素cis和声电子像素as，方形的边长等于像素宽度。
37.四个集中的图像传感子像素cis为一组，四个集中的声电子像素as为一组，两个发光子像素g为一组，每组共用一个mask开口。
38.采用图22所示的像素优化排布方案结合高分辨率驱动背板，可实现1000ppi及以上的高分辨率真实rgb显示屏体 ，从而实现高分辨率的图形化，不再受限于高分辨率金属掩膜fmm的物理极限，让图像更加清晰、细腻，增强用户的视觉体验。两种技术的结合不仅可以有效减少像素间的距离，使得显示器的亮度更加均匀，能耗减少，而且可以增加显示器的像素密度，使得显示器能够显示更多的颜色和更高的色域，进一步使得图像更加真实和细腻。本发明提高了显示器的响应速度和色彩鲜艳度，进而提高显示效果，让用户观看更加舒适和自然。
39.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，包括：多个像素，每个所述像素包括发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as，其中，所述发光子像素g用于发光，所述图像传感子像素cis用于接收外界图像，所述声电子像素as用于接收外部声音并转化为电流信号；驱动背板，所述驱动背板上设有若干规则排列的过孔，所述发光子像素g、图像传感子像素cis或声电子像素as覆盖至少一个所述过孔，所述驱动背板承载多个像素；所述发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as均包括阳极、半导体器件和ito薄膜层，所述阳极位于驱动背板上，且覆盖至少一个过孔，所述半导体器件位于所述阳极远离驱动背板的一侧，所述ito薄膜层位于半导体器件远离驱动背板的一侧；所述声电子像素as中的ito薄膜层表面沉积有si层，并在si层内制作有释放后的牺牲层，所述si层远离驱动背板的一侧依次沉积有第一mo层、aln层和第二mo层，所述ito薄膜层经通孔填充薄膜与第一mo层连接；所述发光子像素g单元中还包括led发光单元，所述led发光单元位于ito薄膜层远离驱动背板的一侧。2.根据权利要求1所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，所述半导体器件包括n+衬底、n-外延层、两个第一p区、若干第二p区、若干p+区、氧化硅层和金属层，所述n+衬底位于阳极远离驱动背板的一侧，所述n-外延层位于n+衬底远离驱动背板的一侧，两个所述第一p区位于n-外延层上表面内两侧，若干所述第二p区间隔设置在n-外延层上表面内，且位于两个第一p区之间，所述第一p区内具有若干间隔设置的p+区，所述第二p区内具有一p+区，所述氧化硅层位于n-外延层上表面的两侧，且覆盖第一p区，所述金属层生在氧化硅层和n-外延层上表面。3.根据权利要求1所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，所述半导体器件包括n+衬底、n-外延层、两个p区、若干第一p+区、第二p+区、si3n4层、绝缘层、金属硅化物和金属层，所述n+衬底位于阳极远离驱动背板的一侧，所述n-外延层位于n+衬底远离驱动背板的一侧，两个所述p区位于n-外延层上表面内两侧，所述p区内具有若干间隔设置的第一p+区，所述n-外延层上制作有两个多级沟槽，且两个所述多级沟槽位于两个p区之间，所述多级沟槽表面内均采用离子注入形成第二p+区，所述si3n4层位于n-外延层上表面的两侧，且覆盖p区，所述多级沟槽的底部形成有金属硅化物，所述多级沟槽的侧壁表面和n-外延层表面生长有绝缘层，所述金属层生长在si3n4层和n-外延层表面，并填充生长在多级沟槽内。4.根据权利要求2或3所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，所述led发光单元包括oled-g发光层和金属电极层，所述oled-g发光层位于ito薄膜层远离驱动背板的一侧，所述金属电极层位于oled-g发光层远离驱动背板的一侧。5.根据权利要求2或3所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，所述led发光单元包括第一键合金属层、第一半导体层、绿色发光层、第二半导体层和第二键合金属层，所述第一键合金属层键合生长在ito薄膜层远离驱动背板一侧，所述第一半导体层位于所述第一键合金属层远离驱动背板的一侧；所述绿色发光层位于所述第一半导体层远离驱动背板的一侧；所述第二半导体层位于所述绿色发光层远离驱动背板的一侧，所述第二键合金属层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧。
6.根据权利要求1所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，还包括层间介质层、共阴极、薄膜封装层、微透镜和玻璃封装层，所述层间介质层生长填充在发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as之间，所述发光子像素g、图像传感子像素cis和声电子像素as对应的层间介质层上均开有电极槽，所述共阴极设置在层间介质层远离驱动背板的一侧，且覆盖电极槽，所述发光子像素g中，共阴极通过电极槽与led发光单元上表面接触；所述图像传感子像素cis中，所述共阴极通过电极槽与ito薄膜层接触，所述声电子像素as中，所述共阴极通过电极槽与第二mo层接触，所述薄膜封装层设置在共阴极远离驱动背板的一侧，且覆盖共阴极，所述图像传感子像素cis对应的薄膜封装层上制作有微透镜，所述微透镜与图像传感子像素cis中半导体器件在所述驱动背板上的投影交叠，所述玻璃封装层通过uv胶粘接在薄膜封装层远离驱动背板的一侧。7.根据权利要求1所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置，其特征在于，所述通孔填充薄膜的填充材料为钨。8.一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：s1：在驱动背板上形成若干规则排列的过孔，并在过孔中填充导电材料，随后在驱动背板上表面形成若干阳极，且每个阳极至少覆盖一个过孔；s2：在阳极表面制作半导体器件，并在半导体器件表面生长ito薄膜层，并在半导体器件之间镀覆填充层间介质层，采用cmp工艺磨平层间介质层使其与ito薄膜层齐平；s3：在声电子像素as中的ito薄膜层上沉积si层并图形化，随后在si层完成psg牺牲层的沉积和图形化处理，然后进行深硅刻蚀打孔，并采用cvd工艺在孔内沉积钨形成通孔填充薄膜；s4：在声电子像素as的si层表面依次沉积第一mo层、aln层和第二mo层，并图形化处理，随后释放牺牲层；s5：在发光子像素g的ito薄膜层上制作led发光单元，随后再继续生长和图形化层间介质层，并在层间介质层上依次生长并图像化共阴极和薄膜封装层；s6：在图像传感子像素cis对应的薄膜封装层上表面制作微透镜，最后采用uv胶将玻璃封装层粘接在薄膜封装层上方。9.根据权利要求8所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置的制备方法，其特征在于，所述s2中半导体器件的具体制备方法如下：s2-1：在阳极远离驱动背板的一侧依次生长n+衬底和n-外延层；s2-2：在n-外延层上表面内离子注入形成第一p区、第二p区和p+区；s2-3：在n-外延层上表面两侧分别生长并图形化sio2层，并使其覆盖第一p区；s2-4：在n-外延层上表面以及sio2层上表面生长金属层。10.根据权利要求8所述的搭载显示功能的肖特基声光传感装置的制备方法，其特征在于，所述s2中半导体器件的具体制备方法如下：s2-1：在阳极远离驱动背板的一侧依次生长n+衬底和n-外延层；s2-2：在n-外延层上表面内离子注入形成第一p区和第一p+区；s2-3：在n-外延层上表面两侧分别生长并图形化si3n4层，并使其覆盖p区；s2-4：在n-外延层上表面制备两个多级沟槽；
s2-5：在多级沟槽表面内离子注入第二p+区，并在n-外延层表面以及多级沟槽内侧壁上生长并图形化绝缘层；2-6：在多级沟槽底部形成金属硅化物；2-7：在n-外延层上表面、si3n4层上表面以及多级沟槽内生长金属层。

技术总结
本发明公开了一种搭载显示功能的肖特基声光传感装置及其制备方法，包括：多个像素，每个像素包括发光子像素G、图像传感子像素CIS和声电子像素AS，驱动背板承载多个像素，发光子像素G、图像传感子像素CIS和声电子像素AS均包括阳极、半导体器件和ITO薄膜层，半导体器件位于阳极远离驱动背板的一侧，ITO薄膜层位于半导体器件远离驱动背板的一侧。本发明使用半导体工艺制备的肖特基声光传感装置不仅可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能，还可以实时接收外界图像和声音信息，为交互显示的单芯片集成提供了切实可行的方案。方案。方案。


技术研发人员：杜晓松 毛志润 姜赛
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/24